Bài giảng Hệ điều hành - Chương 4: Định thời CPU (Phần 1) - Trần Thị Như Nguyệt
Chương 4: Định thời CPU - 1
Câu hỏi ôn tập
Process control block (PCB) chứa những thông tin
gì?
Các tác vụ đối với tiến trình?
Tại sao phải định thời, có mấy loại bộ định thời?
Định thời CPU
2
Mục tiêu
Biết được các khái niệm cơ bản về định thời
Biết được các tiêu chuẩn định thời CPU
Hiểu được các giải thuật định thời
Vận dụng các giải thuật định thời để làm bài tập và
mô phỏng
Định thời CPU
3
Nội dung
Các khái niệm cơ bản về định thời
Các bộ định thời
Các tiêu chuẩn định thời CPU
Các giải t
First-Come, First-Served (FCFS)
Shortest Job First (SJF)
Shorte(SRTF)
Priority Scheduling
Định thời CPU
4
Nội dung
Các khái niệm cơ bản về định thời
Các bộ định thời
Các tiêu chuẩn định thời CPU
Các giải t
First-Come, First-Served (FCFS)
Shortest Job First (SJF)
Shorte(SRTF)
Priority Scheduling
Định thời CPU
5
Khái niệm cơ bản
Trong các hệ thống multitasking
Thực thi nhiều chương trình đồng thời làm tăng
hiệu suất hệ thống
Tại mỗi thời điểm, trong một hệ thống đơn bộ xử
lý (single-processor system) chỉ có một process
được thực thi; những process khác phải chờ cho
đến khi bộ xử lý rảnh hoặc tái định thời lại.
Cần phải giải quyết vấn đề phân chia, lựa chọn
process thực thi sao cho được hiệu quả nhất
Phải có chiến lược định thời CPU, tức như thế
nào để đưa một process vào thực thi.
Định thời CPU
6
Nội dung
Các khái niệm cơ bản về định thời
Các bộ định thời
Các tiêu chuẩn định thời CPU
Các giải t
First-Come, First-Served (FCFS)
Shortest Job First (SJF)
Shorte(SRTF)
Priority Scheduling
Định thời CPU
7
Các bộ định thời (tt)
Long-term scheduling
Medium-term scheduling
(Xem lại slide chương 3)
Định thời CPU
8
Các bộ định thời (tt)
Short-term scheduling
Xác định process nào trong ready queue sẽ được
chiếm CPU để thực thi kế tiếp (còn được gọi là định
thời CPU, CPU scheduling)
Short term scheduler còn được gọi với tên khác là
dispatcher
Bộ định thời short-term có thể được gọi khi một
process:
(1) Chuyển từ trạng thái running tới waiting
(2) Chuyển từ trạng thái running tới ready
(3) Chuyển từ waiting tới ready
(4) Kết thúc
Định thời CPU
9
Dispatcher
Dispatcher sẽ chuyển quyền điều khiển CPU về cho
process được chọn bởi bộ định thời ngắn hạn
Bao gồm:
Chuyển ngữ cảnh (sử dụng thông tin ngữ cảnh
trong PCB)
Chuyển chế độ người dùng
Nhảy đến vị trí thích hợp trong chương trình ứng
dụng để khởi động lại chương trình (chính là
program counter trong PCB)
Công việc này gây ra phí tổn
Dispatch latency: thời gian mà dispatcher dừng một
process và khởi động một process khác
Định thời CPU
10
Nội dung
Các khái niệm cơ bản về định thời
Các bộ định thời
Các tiêu chuẩn định thời CPU
Các giải t
First-Come, First-Served (FCFS)
Shortest Job First (SJF)
Shorte(SRTF)
Priority Scheduling
Định thời CPU
11
Các tiêu chuẩn định thời CPU
Hướng người dùng (User-oriented)
Thời gian đáp ứng (Response time): khoảng thời
gian process nhận yêu cầu đến khi yêu cầu đầu tiên
được đáp ứng (time-sharing, interactive system) →
cực tiểu
Thời gian quay vòng (hoàn thành) (Turnaround
time): khoảng thời gian từ lúc một process được nạp
vào hệ thống đến khi process đó kết thúc → cực tiểu
Thời gian chờ (Waiting time): tổng thời gian một
process đợi trong ready queue → cực tiểu
Định thời CPU
12
Các tiêu chuẩn định thời CPU (tt)
Hướng hệ thống (System-oriented)
Sử dụng CPU (processor utilization): định thời sao
cho CPU càng bận càng tốt → cực đại
Công bằng (fairness): tất cả process phải được đối
xử như n
Thông lượng (throughput): số process hoàn tất công
việc trong một đơn vị thời gian → cực đại
Định thời CPU
13
Hai yếu tố của giải thuật định thời
Hàm chọn lựa (selection function): dùng để chọn process
nào trong ready queue được thực thi (thường dựa trên độ
ưu tiên, yêu cầu về tài nguyên, đặc điểm thực thi của
process,…)
Quy ước:
w = tổng thời gian đợi trong hệ thống
e = thời gian đã được phục vụ
s = tổng thời gian thực thi của process (bao gồm cả “e”)
Định thời CPU
14
Hai yếu tố của giải thuật định thời (tt)
Chế độ quyết định (decision mode): chọn thời điểm
thực hiện hàm chọn lựa để định thời
Có hai chế độ:
Không trưng dụng (Non-preemptive)
Khi ở trạthi cho đến khi kết
thúc hoặc bị blocked do yêu cầu I/O
Trưng dụng (Preemptive)
Process đang thực thi (trạng thái running) có thể bị ngắt nửa
chừng và chuyển về trạng thái ready
Chi phí cao hơn non-preemptive nhưng đánh đổi lại bằng thời
gian đáp ứng tốt hơn vì không có trường hợp một process
độc chiếm CPU quá lâu
Định thời CPU
15
Hai yếu tố của giải thuật định thời (tt)
Định thời CPU được thực hiện khi xảy ra một trong 4
trường hợp sau:
(1) Khi một process chuyển từ trạng thái running sang
waiting
(2) Khi một process chuyển từ trạng thái running sang
ready
(3) Khi một process chuyển từ trạng thái waiting sang
ready
(4) Khi một process kết thꢀc
Trường hợp (1) và (4) là định thời nonpreemptive
Trường hợp (2) và (3) có thể có lựa chọn, do đó là định
thời preemptive
Định thời CPU
16
Nội dung
Các khái niệm cơ bản về định thời
Các bộ định thời
Các tiêu chuẩn định thời CPU
Các giải
First-Come, First-Served (FCFS)
Shortest Job First (SJF)
Shorte(SRTF)
Priority Scheduling
Định thời CPU
17
Khảo sát giải thuật định thời
Service time = thời gian process cần CPU trong một chu kỳ
CPU-I/O
Process có service time lớn là các CPU-bound process
Định thời CPU
18
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
Định thời CPU
19
Nội dung
Các khái niệm cơ bản về định thời
Các bộ định thời
Các tiêu chuẩn định thời CPU
Các giải
First-Come, First-Served (FCFS)
Shortest Job First (SJF)
Shorte(SRTF)
Priority Scheduling
Định thời CPU
20
Tải về để xem bản đầy đủ
43 trang
12160
Free
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Bài giảng Hệ điều hành - Chương 4: Định thời CPU (Phần 1) - Trần Thị Như Nguyệt", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên
File đính kèm:
- bai_giang_he_dieu_hanh_chuong_4_dinh_thoi_cpu_phan_1_tran_th.pdf
