Käyttöjärjestelmät, Luento 11 WEEK 6. Scheduling. Stallings, Chapter 9. Syksy 2007, Tiina Niklander 11-1

Transkriptio

1 WEEK 6 Scheduling Stallings, Chapter Syksy 2007, Tiina Niklander 11-1

2 Tbl 9.2 (alasa) When? Lng-term Accept new prcess? Enugh memry? swap? Medium-term Bring a suspended prcess back, when? Enugh free memry? MPL, multiprcessing level? Shrt-term Which prcess is switched t prcessr? I/O Service rder f I/O requests (f prcesses)? 4 Syksy 2007, Tiina Niklander 11-2

3 Pririties Real time prcesses OS kernel high pri lw pri missile avidance prcess flight surface cntrl fixed navigatin pri lad cntrl swapper cleaner Waiting fr a lng duratin calculatr ( ) Used a lt f CPU (f.ex. full time slice) fixed pri variable pri 5 CPU Scheduling: Algrithms examples First-Cme-First-Served Rund Rbin Virtual Rund Rbin Shrtest Prcess Next Shrtest Remaining Time Highest Respnse Rati Next Multilevel Feedback FCFS RR VRR SPN SRT HRRN feedback Fair Share Scheduling FSS 6 Syksy 2007, Tiina Niklander 11 -

4 Esimerkkiprsessit (Tbl 9.4 [Stal05]) Service Time = CPU:ssa kulutettu aika Esimerkeissä ei mietitä I/O:n vaikutusta 7 FCFS First Cme First Served S (keskim.) cpu time fr B (Fig 9.5 [Stal05]) arrival time fr B R keskim. 8.6 cmpletin time fr B 8 Syksy 2007, Tiina Niklander 11-4

5 RR Rund Rbin S (keskim.) (Fig 9.5 [Stal05]) R keskim RR effect f the time slice S (keskim.) (Fig 9.5 [Stal05]) R keskim Syksy 2007, Tiina Niklander 11-5

6 Virtual RR:n jnmalli 11 SPN Shrtest Prcess Next S (keskim.) (Fig 9.5 [Stal05]) R keskim Syksy 2007, Tiina Niklander 11-6

7 SRT Shrtest Remaining Time S (keskim.) 4 2 (Fig 9.5 [Stal05]) 5 R keskim HRRN Highest Respnse Rati Next S (keskim.) 7 5 (Fig 9.5 [Stal05]) 2 R keskim. 8.0 (5+2)/2 > (7+5)/5 5 time spent waiting CPU + expected service time respnse rati = expected service time 14 Syksy 2007, Tiina Niklander 11-7

8 Multilevel Feedback (Fig 9.10 [Stal05]) 15 S Feedback q= (keskim.) Virhe? (Fig 9.5 [Stal05]) R keskim Syksy 2007, Tiina Niklander 11-8

9 Feedback q=2 i Virhe? S R (Fig 9.5 [Stal05]) 4 (keskim.) keskim Fig 9.5 [Stal05] 17 Yhteenvet Tbl 9. [Stal05] Syksy 2007, Tiina Niklander 11-9

10 Queuing systems Fig 9.2 [Stal05] See: 19 Jnmallin merkinnät 20 Syksy 2007, Tiina Niklander 11-10

11 Käyttöasteen vaikutus R 8S 6S R = S / (1-U). U R 2*S 4*S 8*S 4S 2S S.... Validiteettialue: λ < µ U 21 (n pririty) HUOM: Eri kaavat estävälle ja keskeyttävälle (pririty with preemptin) (pririty) 22 Syksy 2007, Tiina Niklander 11-11

12 2 24 Syksy 2007, Tiina Niklander 11-12

13 Simulintiesimerkki HUOM: Simulinnin tulkset pätevät vain kkeillulle kurmalle. Tässä esimerkissä: Saapumistiheys ja Palveluaika Ts satunnaistettuja: Arvtaan kullekin prsessille erikseen! 50000prsessia λ = 0.8 T s = 1 ρ = λt Odtusarvja! s = Tulksia Y-akseli n nrmalisitu: Kknaisaika n jaettu suritusajalla RR: pitkillä töillä vakillinen käyttäytyminen (nin 5 kertaa suritusaika) FCFS: nin 1/ töistä (Lyhyimmät) yli 10-kertainen läpimen suritusaikaan nähden 26 Syksy 2007, Tiina Niklander 11-1

14 27 Kertaus 28 Syksy 2007, Tiina Niklander 11-14

15 Imprtant themes 1/2 Structure f OS Prcess and thread PCB, TCB, executin, mde and cntext switch Memry management MMU s structure Different methds Memry allcatin, address translatin Virtual memry Paging, address translatin Page table, page fault, PTR, TLB Plicies, methds and algrithms 29 Imprtant themes 2/2 Lcality Interrupts and interrupt handling, executin cycle Multiprgramming User mde, kernel mde 0 Syksy 2007, Tiina Niklander 11-15

16 Other themes UNIX, Linux, Windws Histry and evlutin f OS Synkrnizatin and mutual exclusin cache Use Review Questins prvided in the bk! If yu can withut extra reading give a precise answer, then yu shuld d well in the exam. Check that yu can slve the weekly exercises, even if the numbers vary 1 Kertausta Osa2: (vanhja kalvja) 2 Syksy 2007, Tiina Niklander 11-16

17 Layer mdel System calls Interrupts Palvelupyynnöt Keskeytykset OS structure applicatins user shell Varushjelmat System call PROCESS MANAGEMENT RESOURCE MANAGEMENT prtectin FILSE SYSTEM MEMORY MANAGEMENT blcks I/O MANAGEMENT Laiteajurit Keskeytyskäsittely Laitehjaimet ja laitteet 4 Syksy 2007, Tiina Niklander 11-17

18 Executin cycle Kuva 1.7 Start Interrupt Handler 5 Interrupt handling (kuva 1.10) Bk pages * Kernel mde vs user mde * Disabling and enabling interrupts Start Interrupt Handler * * 6 Syksy 2007, Tiina Niklander 11-18

19 System call: read(fd, buffer, nbytes) Tan Kernel (Fig 4.10 [Stal 05]) 8 Syksy 2007, Tiina Niklander 11-19

20 Prcess states Kuva.8 9 OS data structures Kuva Syksy 2007, Tiina Niklander 11-20

21 Threads TCB 41 Slaris 42 Syksy 2007, Tiina Niklander 11-21

22 (Simple) memry management Technique Fixed partitining Dynamic partitining Buddy System Simple segmentatin Simple paging Descriptin Memry divided t static partitins at system generatin time Allcated when needed and nly the amunt requested Dynamic allcatin using fixed sizes. Prcess in ne allcated area Prcess divided t segments. Each segment allcated dynamically Memry divided t frames, prcess t pages Strengths Simple t implement, little verhead N internal fragmentatin Practically n external fragmentatin N internal fragmentatin N external fragmentatin Weaknesses Internal fragmentatin External fragmentatin and need fr cmpactin Small amunt f internal fragmentatin External fragmentatin Internl fragmentatin nly n the last page 4 Buddy System Puu Kuva Syksy 2007, Tiina Niklander 11-22

23 Tw-level hierarchical page table Tp mst level in ne page and always in the memry 1 K entries (= 1024 = 2 10 ) 1K * 1K = 1M entries 45 Inverted page table v.2 Frame number Index f the table Nt stred in the entry j 46 Syksy 2007, Tiina Niklander 11-2

24 TLB and cache Kuva Kuva Syksy 2007, Tiina Niklander 11-24

25 Cmbined segmentatin and paging Kuva Krvausplitiikka 50 Syksy 2007, Tiina Niklander 11-25

26 Clck page replacement Fig 8.16 [Stal05] 51 Wrking set Fig 8.19 [Stal05] Syksy 2007, Tiina Niklander 11-26

27 2. perid Starts n Mnday Our sessins cntinue n Thursday Syksy 2007, Tiina Niklander 11-27