Bài giảng Hệ điều hành - Chương 4.2: Định thời CPU cung cấp cho người học các giải thuật định thời bao gồm: Round-Robin (RR), highest response ratio next (HRRN), multilevel queue, multilevel feedback queue. Mời các bạn cùng tham khảo.
HỆ ĐIỀU HÀNH Chương (2) Định thời CPU 1/17/2018 1/17/2018 Copyrights 2017 CE-UIT All Rights Reserved Câu hỏi ôn tập chương (1) 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 1/17/2018 Copyrights 2017 CE-UIT All Rights Reserved Nội dung chương (2) 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 1/17/2018 Copyrights 2017 CE-UIT All Rights Reserved 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 1/17/2018 Copyrights 2017 CE-UIT All Rights Reserved Round Robin (RR) (tt) Hiệu suất: Nếu q lớn: RR => FCFS Nếu q nhỏ: q không nhỏ phải tốn chi phí chuyển ngữ cảnh Thời gian chờ đợi trung bình giải thuật RR thường lớn thời gian đáp ứng nhỏ 1/17/2018 Copyrights 2017 CE-UIT All Rights Reserved 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 57 P4 P1 77 P3 P4 P1 P3 97 117 121 134 P3 154 162 turn-around time trung bình lớn SJF, đáp ứng tốt 1/17/2018 Copyrights 2017 CE-UIT All Rights Reserved Round Robin (RR) (tt) Quantum time = 1: Thời gian turn-around trung bình cao so với SJF có thời gian đáp ứng trung bình tốt Ưu tiên CPU-bound process I/O-bound CPU-bound 1/17/2018 Copyrights 2017 CE-UIT All Rights Reserved Round Robin (RR) (tt) Quantum time context switch: Process time = 10 quantum context switch 12 1 10 1/17/2018 10 10 Copyrights 2017 CE-UIT All Rights Reserved Round Robin (RR) (tt) Thời gian hoàn thành trung bình (average turnaround time) khơng cải thiện quantum lớn 1/17/2018 Copyrights 2017 CE-UIT All Rights Reserved Round Robin (RR) (tt) Quantum time response time 1/17/2018 Copyrights 2017 CE-UIT All Rights Reserved 10 Multilevel Feedback Queue Vấn đề multilevel queue process chuyển từ hàng đợi sang hàng đợi khác => khắc phục chế feedback: cho phép process di chuyển cách thích hợp hàng đợi khác 1/17/2018 Copyrights 2017 CE-UIT All Rights Reserved 19 Multilevel Feedback Queue (tt) Multilevel Feedback Queue Phân loại processes dựa đặc tính CPU-burst Sử dụng decision mode preemptive Sau khoảng thời gian đó, I/O-bound process interactive process hàng đợi có độ ưu tiên cao cịn CPU-bound process queue có độ ưu tiên thấp Một process chờ lâu hàng đợi có độ ưu tiên thấp chuyển đến hàng đợi có độ ưu tiên cao (cơ chế niên hạn, aging) 1/17/2018 Copyrights 2017 CE-UIT All Rights Reserved 20 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 1/17/2018 Copyrights 2017 CE-UIT All Rights Reserved 21 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? 1/17/2018 Copyrights 2017 CE-UIT All Rights Reserved 22 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 1/17/2018 Copyrights 2017 CE-UIT All Rights Reserved 23 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) 1/17/2018 Copyrights 2017 CE-UIT All Rights Reserved 24 Tóm tắt lại nội dung buổi học 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 1/17/2018 Copyrights 2017 CE-UIT All Rights Reserved 25 Câu hỏi ôn tập chương Tại phải định thời? Nêu định thời mô tả chúng? Các tiêu chuẩn định thời CPU? Có giải thuật định thời? Kể tên? Mô tả nêu ưu điểm, nhược điểm giải thuật định thời? FCFS, SJF, SRTF, RR, Priority Scheduling, HRRN, MQ, MFQ 1/17/2018 Copyrights 2017 CE-UIT All Rights Reserved 26 Bài tập Sử dụng giải thuật FCFS, SJF, SRTF, Priority -Pre, RR (10) để tính giá trị thời gian đợi, thời gian đáp ứng thời gian hồn thành trung bình vẽ giản đồ Gaint 1/17/2018 Process Arrival Burst Priority P1 20 20 P2 25 25 30 P3 20 25 15 P4 35 15 35 P5 10 35 P6 15 50 10 Copyrights 2017 CE-UIT All Rights Reserved 27 Bài tập Cho tiến trình với thời gian vào thời gian cần CPU tương ứng bảng sau: Process Arrival Burst P1 10 P2 29 P3 P4 P5 12 Vẽ giản đồ Gantt tính thời gian đợi trung bình, thời gian đáp ứng trung bình thời gian lưu lại hệ thống (turnaround time) trung bình cho giải thuật? a FCFS, b SJF preemptive, c RR với quantum time = 10 1/17/2018 Copyrights 2017 CE-UIT All Rights Reserved 28 Bài tập Xét tập tiến trình sau (với thời gian yêu cầu CPU độ ưu tiên kèm theo) : Process Arrival Burst Priority P1 P2 P3 P4 P5 10 3 2 Vẽ giản đồ Gantt tính thời gian đợi trung bình thời gian lưu lại hệ thống trung bình (turnaround time) cho giải thuật? a SFJ Preemptive b RR với quantum time = 2, c Điều phối theo độ ưu tiên độc quyền (độ ưu tiên > > ) 1/17/2018 Copyrights 2017 CE-UIT All Rights Reserved 29 Bài tập Tất process đến thời điểm theo thứ tự từ P1 đến P5 Vẽ giản đồ Gantt tính thời gian đợi trung bình thời gian lưu lại hệ thống (turnaround time) trung bình cho giải thuật? Process Burst Time P1 10 P2 29 P3 P4 P5 12 a FCFS, SFJ b RR với quantum time = 10 1/17/2018 Copyrights 2017 CE-UIT All Rights Reserved 30 Bài tập Cho tiến trình thời gian vào (Arrival Time) tương ứng: Process Arrival Time CPU Burst Time P1 12 P2 P3 P4 Vẽ sơ đồ Gannt tính thời gian chờ trung bình (average wait time) thời gian xoay vịng (average turnaround time) trung bình cho giải thuật định thời a Shortest Remaining Time First (SRTF) b Round Robin (RR) với quantum = 1/17/2018 Copyrights 2017 CE-UIT All Rights Reserved 31 Bài tập Cho tiến trình P1, P2, P3, P4, P5 với thời gian vào Ready List vào thời gian cần CPU tương tứng bảng sau: Process Arrival Time CPU Burst Time P1 P2 19 P3 P4 P5 12 Vẽ sơ đồ Gannt tính thời gian chờ trung binh, thời gian đáp ứng trung bình thời gian lưu lại hệ thống (turnaround time) trung bình cho giải thuật? a FCFS, b SJF preemptive c RR với quantum time = 1/17/2018 Copyrights 2017 CE-UIT All Rights Reserved 32 THẢO LUẬN 1/17/2018 Copyrights 2017 CE-UIT All Rights Reserved 33 ... 2017 CE-UIT All Rights Reserved 10 Quantum time cho Round Robin Khi thực process switch OS sử dụng CPU process người dùng (OS overhead) Dừng thực thi, lưu tất thông tin, nạp thông tin process... Copyrights 2017 CE-UIT All Rights Reserved 23 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... (SRTF) Priority Scheduling 1/17/2018 Copyrights 2017 CE-UIT All Rights Reserved Nội dung chương (2) Các giải thuật định thời First-Come, First-Served (FCFS) Shortest Job First (SJF) Shortest