Bài giảng Hệ điều hành - Chương 4: Định thời CPU bao gồm các bài tập giúp người đọc có thể ôn tập các kiến thức về: Các khái niệm cơ bản về định thời, các bộ định thời, các tiêu chuẩn định thời CPU, các giải thuật định thời,... Mời các bạn cùng tham khảo.
Chương 4: Định thời CPU - CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Mục tiêu Biết khái niệm định thời Biết tiêu chuẩn định thời CPU Hiểu giải thuật định thời Vận dụng giải thuật định thời để làm tập mô CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Định thời CPU Ôn tập chương - Các khái niệm định thời Các định thời Các tiêu chuẩn định thời CPU Các giải thuật định thời First-Come, First-Served (FCFS) Shortest Job First (SJF) Shortest Remaining Time First (SRTF) Priority Scheduling CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Định thời CPU Bài tập chương - Sử dụng giải thuật FCFS, SJF, SRTF, Priority để tính giá trị thời gian đợi, thời gian đáp ứng thời gian hoàn thành trung bình CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Định thời CPU Nội dung Các khái niệm định thời Các định thời Các tiêu chuẩn định thời CPU Các giải thuật định thời First-Come, First-Served (FCFS) Shortest Job First (SJF) Shortest Remaining Time First (SRTF) Priority Scheduling Round-Robin (RR) Highest Response Ratio Next (HRRN) Multilevel Queue Multilevel Feedback Queue CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Định thời CPU Nội dung Các khái niệm định thời Các định thời Các tiêu chuẩn định thời CPU Các giải thuật định thời First-Come, First-Served (FCFS) Shortest Job First (SJF) Shortest Remaining Time First (SRTF) Priority Scheduling Round-Robin (RR) Highest Response Ratio Next (HRRN) Multilevel Queue Multilevel Feedback Queue CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Định thời CPU Round Robin (RR) Mỗi process nhận đơn vị nhỏ thời gian CPU (time slice, quantum time), thông thường từ 10-100 msec để thực thi Sau khoảng thời gian đó, process bị đoạt quyền trở cuối hàng đợi ready Nếu có n process hàng đợi ready quantum time = q khơng có process phải chờ đợi (n -1)q đơn vị thời gian CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Định thời CPU Round Robin (RR) (tt) Hiệu suất: Nếu q lớn: RR FCFS Nếu q nhỏ: q khơng q nhỏ phải tốn chi phí chuyển ngữ cảnh Thời gian chờ đợi trung bình giải thuật RR thường lớn thời gian đáp ứng nhỏ CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Định thời CPU Round Robin (RR) (tt) Ví dụ: Quantum time = 20 Process Burst Time P1 53 P2 17 P3 68 P4 24 Gantt Chart for Schedule P1 20 P2 37 P3 P4 57 P1 77 P3 P4 P1 P3 97 117 121 134 P3 154 162 turnaround time trung bình lớn SJF, đáp ứng tốt CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Định thời CPU Round Robin (RR) (tt) Quantum time = 1: Thời gian turnaround trung bình cao so với SJF có thời gian đáp ứng trung bình tốt Ưu tiên CPU-bound process I/O-bound CPU-bound CuuDuongThanCong.com 10 https://fb.com/tailieudientucntt Định thời CPU Nội dung Các khái niệm định thời Các định thời Các tiêu chuẩn định thời CPU Các giải thuật định thời First-Come, First-Served (FCFS) Shortest Job First (SJF) Shortest Remaining Time First (SRTF) Priority Scheduling Round-Robin (RR) Highest Response Ratio Next (HRRN) Multilevel Queue Multilevel Feedback Queue 17 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Định thời CPU Highest Response Ratio Next Chọn process có giá trị RR (Response ratio) lớn Các process ngắn ưu tiên (vì service time nhỏ) waiting time burst time RR burst time CuuDuongThanCong.com 18 https://fb.com/tailieudientucntt Định thời CPU Highest Response Ratio Next Tại mốc thời gian thứ 9, sau P2 thực xong, hàng đợi lúc có P3, P4 P5 RR process tính sau: RR(P3) = (5+5)/5 = RR(P4)= (3+4)/4 = 1.75 RR(P5)= (1+2)/2 = 1.5 P3 chọn đưa vào thực thi Tại mốc thời gian thứ 14, sau P3 thực xong, P4 P5 tính RR lại sau: RR(P4) = (8+4)/4 = RR(P5) = (6+2)/2 = P5 chọn đưa vào thực thi Sau tới P4 Ví dụ: P1 P2 P3 CuuDuongThanCong.com P5 14 19 P4 16 https://fb.com/tailieudientucntt 20 Định thời CPU Nội dung Các khái niệm định thời Các định thời Các tiêu chuẩn định thời CPU Các giải thuật định thời First-Come, First-Served (FCFS) Shortest Job First (SJF) Shortest Remaining Time First (SRTF) Priority Scheduling Round-Robin (RR) Highest Response Ratio Next (HRRN) Multilevel Queue Multilevel Feedback Queue 20 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Định thời CPU Multilevel Queue Scheduling Hàng đợi ready chia thành nhiều hàng đợi riêng biệt theo số tiêu chuẩn Đặc điểm yêu cầu định thời process Foreground (interactive) background (batch) process,… Process gán cố định vào hàng đợi, hàng đợi sử dụng giải thuật định thời riêng CuuDuongThanCong.com 21 https://fb.com/tailieudientucntt Định thời CPU Multilevel Queue Scheduling (tt) Hệ điều hành cần phải định thời cho hàng đợi Fixed priority scheduling: phục vụ từ hàng đợi có độ ưu tiên cao đến thâp Vấn đề: có starvation Time slice: hàng đợi nhận khoảng thời gian chiếm CPU phân phối cho process hàng đợi khoảng thời gian Ví dụ: 80% cho hàng đợi foreground định thời RR 20% cho hàng đợi background định thời giải thuật FCFS CuuDuongThanCong.com 22 https://fb.com/tailieudientucntt Định thời CPU Multilevel Queue Scheduling (tt) Ví dụ phân nhóm q trình Độ ưu tiên cao System Processes Interactive Processes Batch Processes Student Processes Độ ưu tiên thấp CuuDuongThanCong.com 23 https://fb.com/tailieudientucntt Định thời CPU Nội dung Các khái niệm định thời Các định thời Các tiêu chuẩn định thời CPU Các giải thuật định thời First-Come, First-Served (FCFS) Shortest Job First (SJF) Shortest Remaining Time First (SRTF) Priority Scheduling Round-Robin (RR) Highest Response Ratio Next (HRRN) Multilevel Queue Multilevel Feedback Queue 24 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Định thời CPU Multilevel Feedback Queue Vấn đề multilevel queue: process chuyển từ hàng đợi sang hàng đợi khác Khắc phục cách dùng Multilevel Feedback Queue: cho phép process di chuyển cách thích hợp hàng đợi khác Với Multilevel Feedback Queue, process chờ lâu hàng đợi có độ ưu tiên thấp chuyển đến hàng đợi có độ ưu tiên cao (cơ chế niên hạn, aging) CuuDuongThanCong.com 25 https://fb.com/tailieudientucntt Định thời CPU Multilevel Feedback Queue (tt) Định thời dùng multilevel feedback queue đòi hỏi phải giải vấn đề sau Số lượng hàng đợi thích hợp? Dùng giải thuật định thời hàng đợi? Làm để xác định thời điểm cần chuyển process đến hàng đợi cao thấp hơn? Khi process yêu cầu xử lý đưa vào hàng đợi hợp lý nhất? CuuDuongThanCong.com 26 https://fb.com/tailieudientucntt Định thời CPU Multilevel Feedback Queue (tt) Ví dụ: Có hàng đợi Q0 , dùng RR với quantum ms Q1 , dùng RR với quantum 16 ms Q2 , dùng FCFS CuuDuongThanCong.com 27 https://fb.com/tailieudientucntt Định thời CPU So sánh giải thuật Giải thuật định thời tốt nhất? Câu trả lời phụ thuộc yếu tố sau: Tần xuất tải việc (System workload) Sự hỗ trợ phần cứng dispatcher Sự tương quan trọng số tiêu chuẩn định thời response time, hiệu suất CPU, throughput,… Phương pháp định lượng so sánh Phụ thuộc theo tiêu chí đánh giá CuuDuongThanCong.com 28 https://fb.com/tailieudientucntt Định thời CPU Đọc thêm Policy Mechanism Định thời hệ thống multiprocessor Đánh giá giải thuật định thời CPU Định thời số hệ điều hành thông dụng (Đọc tài liệu tham khảo sách gốc tiếng Anh) CuuDuongThanCong.com 29 https://fb.com/tailieudientucntt Định thời CPU Tổng kết Các khái niệm định thời Các định thời Các tiêu chuẩn định thời CPU Hai yếu tố giải thuật định thời CuuDuongThanCong.com 30 https://fb.com/tailieudientucntt Định thời CPU Tổng kết (tt) Các giải thuật định thời First-Come, First-Served (FCFS) Shortest Job First (SJF) Shortest Remaining Time First (SRTF) Round-Robin Priority (RR) Scheduling Highest Response Ratio Next (HRRN) Multilevel Queue Multilevel Feedback Queue CuuDuongThanCong.com 31 https://fb.com/tailieudientucntt Định thời CPU ... Định thời CPU Như? ??c điểm Round Robin Các process dạng CPU-bound cịn “ưu tiên” Ví dụ: Một I/O-bound process sử dụng CPU thời gian ngắn quantum time bị blocked để đợi I/O Một CPU-bound process... Các giải thuật định thời First-Come, First-Served (FCFS) Shortest Job First (SJF) Shortest Remaining Time First (SRTF) Priority Scheduling Round-Robin (RR) Highest Response Ratio... Các giải thuật định thời First-Come, First-Served (FCFS) Shortest Job First (SJF) Shortest Remaining Time First (SRTF) Priority Scheduling Round-Robin (RR) Highest Response Ratio