bölüm 5: cpu planlama( scheduling )
DESCRIPTION
Bölüm 5: CPU Planlama( Scheduling ). CPU Planlama(cpu Scheduling ). Temel Kavramlar Planlama Kriterleri Planlama Algoritmaları Multiple-Processor Planlama İşletim Sistemi Örnekleri Algoritm a Değerlendirilmesi. Basic Concepts. Maximum CPU utilization obtained with multiprogramming - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
Silberschatz, Galvin and Gagne ©2009Operating System Concepts – 8th Edition,
Bölüm 5: CPU Planlama(Scheduling)
5.2 Silberschatz, Galvin and Gagne ©2009Operating System Concepts – 8th Edition
CPU Planlama(cpu Scheduling)
Temel Kavramlar Planlama Kriterleri Planlama Algoritmaları Multiple-Processor Planlama İşletim Sistemi Örnekleri Algoritma Değerlendirilmesi
5.3 Silberschatz, Galvin and Gagne ©2009Operating System Concepts – 8th Edition
Basic Concepts
Maximum CPU utilization obtained with multiprogramming CPU–I/O Burst Cycle – Process execution consists of a cycle of
CPU execution and I/O wait CPU burst distribution
5.4 Silberschatz, Galvin and Gagne ©2009Operating System Concepts – 8th Edition
İşlemci Planlama(cpu Schedulıng) Mikroişlemci programlaması işletim sistemlerinin temelini oluşturmaktadır. Mikroişlemcinin işlemler arasında geçişini sağlamak bilgisayar kullanımını
daha üretken yapmaktadır. Bu bölümde mikroişlemci programlamasının içeriğini ve var olan
mikroişlemci planlama algoritmalarını inceleyeceğiz.
5.5 Silberschatz, Galvin and Gagne ©2009Operating System Concepts – 8th Edition
Temel İçerik
Çok programlı sistemlerin amacı aynı anda yürütülen işlem sayısını artırarak mikroişlemciyi maksimum etkinliğe ve üretkenliğe kavuşturmaktır.
Tek işlemcili sistemlerde aynı anda sadece bir işlem yürütülebilir. Birden fazla işlem olduğunda, bunlar mikroişlemcinin işinin bitmesi için bekleyeceklerdir.
Çok programlı sistemlerde birden fazla işlem bellekte tutulabilmektedir. İşlemci zamanlama algoritmalarına göre de sırası gelen işlem bekleme
sırasından(Hazır Kuyruk) alınarak görevlendirici (dispatcher) ismi verilen bir işlem tarafından CPU’ya gönderilir. CPU’da yine işlemci zamanlama algoritmasının izin verdiği kadar (ya bitene ya da belirli bir zaman geçene kadar) çalışan program ya biter ve hafızadan kaldırılır ya da tekrar bekleme sırasına bir sonraki çalışma için yerleştirilir.
5.6 Silberschatz, Galvin and Gagne ©2009Operating System Concepts – 8th Edition
5.7 Silberschatz, Galvin and Gagne ©2009Operating System Concepts – 8th Edition
İşlemci Planlama(cpu Schedulıng) Programlama ve plan işletim sistemi fonksiyonunun temelini oluşturur. Tabii ki, mikroişlemci de bilgisayarın en önemli parçası olduğu için onun
nasıl çalışacağına dair bir programın yapılması işletim sistemi tasarımının da merkezini oluşturur
Mikroişlemci boş kaldığında işletim sistemi sırada hazır bekleyen işlemlerden birini seçerek mikroişlemciye yerleştirmektedir.
Bu seçme işlemi kısa-dönem programlayıcı tarafından yapılmaktadır. Mikroişlemciye yerleştirilecek işlemin ilk gelen işlem olması şart değildir. İşlemlerin sıralanması hiç sıralama kriteri düşünülmeden yapılabileceği gibi
geliş sıralarına göre de sıralama yapılabilir. Sıralama işinin yapılması için farklı programlama algoritmaları mevcuttur.
5.8 Silberschatz, Galvin and Gagne ©2009Operating System Concepts – 8th Edition
CPU-burst zaman Histogramı
5.9 Silberschatz, Galvin and Gagne ©2009Operating System Concepts – 8th Edition
CPU ve I/O Bursts arasındaki geçişler
5.10 Silberschatz, Galvin and Gagne ©2009Operating System Concepts – 8th Edition
Kesintili(preemptive) ve Kesmeyen(non-preemptive) Kavramı
Hazır sırası ile işlemci arasında zamanlama ilişkisini kuran işlemci zamanlama algoritmalarını (cpu scheduling algorithms) temel olarak 2 grupta incelenebilir:
kesintili algoritmalar (preemptive): yürütülen işlemin mikroişlemciden kaldırılması ve istenilen başka bir işlemin mikroişlemcide yürütülmesi sağlanabilir.
kesmeyen algoritmalar (nonpreemptive): işlem mikroişlemciye yerleştikten sonra; işlem tamamlanıncaya veya durana kadar mikroişlemciyi kullanır.
Kendi kodunda bulunan bir I/O isteği ile bloklanıncaya kadar ya da kendi isteği ile işlemciden çıkıncaya kadar çalışır.
5.11 Silberschatz, Galvin and Gagne ©2009Operating System Concepts – 8th Edition
CPU planlama
Mikroişlemci planlaması aşağıdaki durumlardan biri olduğunda yapılmaktadır.
1. İşlemin yürütmeden bekleme duruma geçme2. İşlemin yürütmeden hazır duruma geçme3. İşlemin beklemeden hazır duruma geçme 4. İşlemin Durması
1. ve 4. durumlardaki planlama kesintisiz (nonpreemptive) planlama Diğer tüm durumlar kesintili (preemptive) planlamadır.
5.12 Silberschatz, Galvin and Gagne ©2009Operating System Concepts – 8th Edition
Gönderici-Dispatcher
İşletim sistemi tasarımında kullanılan gönderici, işlemci zamanlama algoritmasına (CPU scheduling algorithm) göre beklemekte olan işlemlerden sıradakini alıp işlemciye yollayan programın ismidir.
İşte görevlendirici (dispatcher) bu işlemlerden sırası gelenin bekleme sırasından (ready queue) alınarak işlemciye gönderilmesi işlemini yerine getirir.
Bu fonksiyon şunları kapsamaktadır: İçerik değişimi Kullanıcı moduna geçiş Programı tekrar başlatmak için kullanıcı programında uygun
bölgeye geçişin sağlanması Gönderici zamanı göndericinin bir işlemi bitirip diğerine geçişi
arasındaki süredir. Gönderici mümkün olduğu karar hızlı olmalıdır.
5.13 Silberschatz, Galvin and Gagne ©2009Operating System Concepts – 8th Edition
Planlama Kriterleri -Scheduling Criteria Mikroişlemci programlama algoritmasında mikroişlemcileri kıyaslamak
için bir çok kriter bulunmaktadır. Bu karakteristikler de en iyi algoritmanın oluşturulması için kullanılır. Kullanılan kriterler şunlardır:
Mikroişlemci yararı (CPU utilizitation):Mikroişlemci mümkün olduğu
kadar meşgul edilmeye çalışılır. Mikroişlemci yararı 0’dan 100’e kadar değişebilmektedir. Normal sistem-40, yoğun sistem-90
Yapılan İş(Throughput): Birim zamanda yapılan işlem sayısı miktarı
yapılan iş olarak adlandırılır. (saniyede, saatte yapılan işlem) Dönüş Süresi( Turnaround time): Bir işlemin yürütülmesi sırasında
geçen süredir. İşlemin dönüş süresi ;belleğe yüklenirken, işlem sırasında beklerken, mikroişlemcide yürütülürken ve giriş/çıkış aygıtları tarafından tamamlanırken geçen sürelerin tamamıdır.
5.14 Silberschatz, Galvin and Gagne ©2009Operating System Concepts – 8th Edition
Planlama Kriterleri -Scheduling Criteria
Bekleme Süresi( Waiting time): İşlemin mikroişlemci tarafından yürütülene kadar, hazır durumdaki sırada geçirdiği süre bekleme süresi olarak adlandırılır.
Cevaplama Zamanı(Response time): İşlemin mikroişlemci idaresine bırakılışından, sistemin ilk cevabı gelişine kadar geçen süre cevaplama zamanı olarak adlandırılır. Bu süre sistemin cevap vermeye başladığı ana kadar geçen süredir. Bu zaman, çıkış aygıtlarının sisteme cevap verme süresi ile karıştırılmamalıdır.
5.15 Silberschatz, Galvin and Gagne ©2009Operating System Concepts – 8th Edition
5.16 Silberschatz, Galvin and Gagne ©2009Operating System Concepts – 8th Edition
Planlama Algoritması Optimizasyon Kriterleri
Max CPU utilization Max throughput Min turnaround time Min waiting time Min response time
5.17 Silberschatz, Galvin and Gagne ©2009Operating System Concepts – 8th Edition
Planlama Algoritmaları
First-Come, First-Served(FCFS ) Shortest-Job-First (SJF) Priority Multilevel Queue
5.18 Silberschatz, Galvin and Gagne ©2009Operating System Concepts – 8th Edition
İlk gelene-İlk hizmet (FCFS) Planlaması
En basit mikroişlemci programlama algoritması ilk gelene-ilk hizmet (first come, first served (FCFS)’dır.
Bu sistemde mikroişlemciye ilk gelen işlem mikroişlemciye yerleştirilir.
İşlemler geliş sıralarına göre bir sıra oluştururlar. Bir işlem mikroişlemciye geldiğinde hazır durumdaki işlem sırasının en sonuna yerleştirilir.
5.19 Silberschatz, Galvin and Gagne ©2009Operating System Concepts – 8th Edition
İlk gelene-İlk hizmet (FCFS) Planlaması
İşlem İşlem Süresi (BurstTime) P1 24 P2 3 P3 3
İşlemlerin Geliş Sırası: P1 , P2 , P3 The Gantt Şeması:
Bekleme Zamanı P1 = 0; P2 = 24; P3 = 27 Ortalama Bekleme Zamanı: (0 + 24 + 27)/3 = 17
P1 P2 P3
24 27 300
5.20 Silberschatz, Galvin and Gagne ©2009Operating System Concepts – 8th Edition
İlk gelene-İlk hizmet (FCFS) Planlaması
İşlemler aşağıdaki geliş sırası ile gelmiş olsalardı: P2 , P3 , P1
Gantt şeması:
Bekleme zamanı P1 = 6; P2 = 0; P3 = 3 Ortalama bekleme zamanı: (6 + 0 + 3)/3 = 3 Bir önceki örnekten çok daha iyi değerler Uzun bir işlemi bekleme durumu konvoy etkisi oluşturabilir.
P1P3P2
63 300
5.21 Silberschatz, Galvin and Gagne ©2009Operating System Concepts – 8th Edition
Kısa-iş öncelikli Planlama –Shortest-Job-First (SJF)
Başka bir mikroişlemci programlama yaklaşımı da kısa olan görevin öncelikli olması (shortest-job first, SFJ)’dir.
Bu yaklaşımda en kısa süreye sahip olan işlem mikroişlemciyi kullanabilir. Eğer iki işlem aynı uzunlukta ise, bu durumda FCFS prensibine göre önce
gelen işlem mikroişlemciyi kullanabilir. SJF optimaldir – Bir işlem grubu için minimum ortalama bekleme süresi verir
Zorluk sonraki işlemci isteği uzunluğu bilmektir
5.22 Silberschatz, Galvin and Gagne ©2009Operating System Concepts – 8th Edition
Kısa-iş öncelikli Planlama
İşlem İşlem Süresi (Burst Time) P1 6
P2 8
P3 7
P4 3 SJF planlama çizelgesi
Ortalama Bekleme Zamanı = (3 + 16 + 9 + 0) / 4 = 7
P4 P3P1
3 160 9
P2
24
5.23 Silberschatz, Galvin and Gagne ©2009Operating System Concepts – 8th Edition
Determining Length of Next CPU Burst
Can only estimate the length Can be done by using the length of previous CPU bursts, using exponential
averaging
:Define 4.10 , 3.
burst CPU next the for value predicted 2.burst CPU of length actual 1.
1n
thn nt
.1 1 nnn t
5.24 Silberschatz, Galvin and Gagne ©2009Operating System Concepts – 8th Edition
Prediction of the Length of the Next CPU Burst
5.25 Silberschatz, Galvin and Gagne ©2009Operating System Concepts – 8th Edition
Examples of Exponential Averaging =0
n+1 = n
Recent history does not count =1
n+1 = tn
Only the actual last CPU burst counts If we expand the formula, we get:
n+1 = tn+(1 - ) tn -1 + … +(1 - )j tn -j + … +(1 - )n +1 0
Since both and (1 - ) are less than or equal to 1, each successive term has less weight than its predecessor
5.26 Silberschatz, Galvin and Gagne ©2009Operating System Concepts – 8th Edition
FCFS ile Karşılaştırma
FCFS:10.25 SJF:7
5.27 Silberschatz, Galvin and Gagne ©2009Operating System Concepts – 8th Edition
Kısa-iş öncelikli Planlama
Kısa- iş öncelikli algoritması minimum ortalama bekleme zamanını vermektedir. Çünkü kısa işlem uzun olandan daha önce yapılmaktadır. Böylece kısa işlemin bekleme zamanının, uzun işlemin bekleme zamanından daha fazla azalması sağlanmaktadır.
Bu algoritmada gelecek işlemlerin uzunluğu bilmek oldukça zor olmaktadır.
İşlem Süresinin tahmini için kullanılan yöntemler bulunmktadır.
5.28 Silberschatz, Galvin and Gagne ©2009Operating System Concepts – 8th Edition
Kısa-iş öncelikli Planlama
Ayrıca SFJ preemptive ve nonpreemptive olabilmektedir. Yeni bir işlem hazır durumdaki işlemler kuyruğuna geldiğinde bir seçim söz
konusu olmaktadır. Eğer yeni gelen işlem daha kısa bir mikroişlemci zamanına sahipse preemmtive SFJ algoritması yeni gelen işleme mikroişlemcide bir yer ayırır ve onun yapılmasını sağlar.
Nonpreemptive prensibinde ise mikroişlemcinin yürüttüğü işlem bitene kadar, işlem kesilemez.
5.29 Silberschatz, Galvin and Gagne ©2009Operating System Concepts – 8th Edition
Kısa-iş öncelikli Planlama (preemptive )
Aşağıdaki işlemler verilen şu mikroişlemci zamanları ve sıralarıyla mikroişlemciye ulaşmış olsunlar:
İşlem Erişim zamanı Süre
P1 0 8 P2 1 4 P3 2 9 P4 3 5 Gelen işlemlerin yürütülmesi aşağıdaki sıra ve zaman aralıkları ile
yapılmaktadır.
5.30 Silberschatz, Galvin and Gagne ©2009Operating System Concepts – 8th Edition
Kısa-iş öncelikli Planlama (preemptive )
P1 P2 P4 P1 P3
0 1 5 10 17 26
P1, P2, P 3 ve P4 işlemlerinin preemptive özellik taşıyan SFJ algoritması ile
sıralanması NONPREEMPTİVE P1, P2,P4, P3 İşlem Erişim zamanı Süre
P1 0 8 P2 1 4 P3 2 9 P4 3 5
5.31 Silberschatz, Galvin and Gagne ©2009Operating System Concepts – 8th Edition
Kısa-iş öncelikli Planlama (preemptive )
Ortalama bekleme zamanı ise: =6,5 msn’dir. Bu şekilde davranan sistem “preemptive” özelliğini taşımaktadır.
Bekleme süresi nonpreemptive bir sistem için 7,75 msn olmaktadır.
5.32 Silberschatz, Galvin and Gagne ©2009Operating System Concepts – 8th Edition
Process Arrival Time Burst TimeP1 0.0 7
P2 2.0 4
P3 4.0 1
P4 5.0 4 SJF (non-preemptive)
Average waiting time = (0 + 6 + 3 + 7)/4 = 4
Example of Non-Preemptive SJF
P1 P3 P2
73 160
P4
8 12
5.33 Silberschatz, Galvin and Gagne ©2009Operating System Concepts – 8th Edition
Example of Preemptive SJF
Process Arrival Time Burst TimeP1 0.0 7
P2 2.0 4
P3 4.0 1
P4 5.0 4 SJF (preemptive, SRJF)
Average waiting time = (9 + 1 + 0 +2)/4 = 3
P1 P3P2
42 110
P4
5 7
P2 P1
16
5.34 Silberschatz, Galvin and Gagne ©2009Operating System Concepts – 8th Edition
Öncelikli (Priority) Planlama
Her işlemin sahip olduğu bir öncelik değeri mevcuttur. Bu programlama prensibine göre de, en yüksek önceliğe sahip işlem mikroişlemcide önce yapılır. Eğer işlemler eşit önceliğe sahiplerse, önce gelen işlem daha önce yapılır.
SJF algoritması aslında öncelikli planlama algoritmasıdır. Öncelik değer,
işlem zamanının tersi ile elde edilmektedir. Öncelikler genelde belli sayı aralıklarında olmaktadır; örneğin 0’den 7’ye,
0’dan 400’e kadar. Fakat burada küçük sayının az öncelik olmasını gerektiren bir zorunluluk yoktur, bazı sistemlerde “0” en fazla öncelik için kullanılabilmektedir.
5.35 Silberschatz, Galvin and Gagne ©2009Operating System Concepts – 8th Edition
Öncelikli (Priority) Planlama
Örnek olarak aşağıda verilen işlemleri ve özelliklerini ele alalım : (Düşük değer yüksek öncelik) İşlem Süresi Öncelik P1 10 3 P2 1 1 P3 2 4 P4 1 5 P5 5 2 Öncelik programlaması kullanıldığında işlem sırası aşağıdaki gibi
olmaktadır. Ortalama bekleme zamanı ise 8,2 msn olmaktadır.
5.36 Silberschatz, Galvin and Gagne ©2009Operating System Concepts – 8th Edition
Öncelikli (Priority) Planlama
Öncelik programlaması preemptive ve nonpreemptive olabilmektedir. Preemptive öncelik programlaması ile çalışan bir sistemde; yeni işlem mikroişlemcide hazır durumda bekleyen işlemler kuyruğuna ulaştığında, yeni gelen işlemin önceliği o anda yürütülen işlem ile karşılaştırılır.
Yeni gelen işlemin önceliği yürütülen işlemin önceliğinden fazla ise, yeni gelen işlem için mikroişlemcide yer ayrılır ve işlemin yürütülmesi sağlanır.
Nonpreemptive bir sistemde ise yeni gelen işlem mikroişlemcide bekleyen işlem kuyruğunun en sonuna yerleştirilir.
Problem Starvation – low priority processes may never execute Solution Aging – as time progresses increase the priority of the process
5.37 Silberschatz, Galvin and Gagne ©2009Operating System Concepts – 8th Edition
Round Robin (RR)
Round- robin algoritması zaman paylaşımlı sistemler için tasarlanmıştır. Robin- round algoritması FCFS algoritmasına benzemektedir, ama robin- round için bir zaman aralığı tanımlanmıştır, bu zaman aralığı 10 ile 100 msn arasında değişmekterdir.
Mikroişlemci programlayıcısı hazır durumdaki işlemleri zaman aralığına bağlı olarak mikroişlemcide yürütür.
RR algoritmasını uygulayabilmek için hazır durumdaki işlem
sırası FIFO algoritmasına göre sıralanır. Yani işlemler de hazır durumdaki sıraya eklenir. Mikroişlemci
programlayıcısı hazır durumdaki sıradan ilk işlemi alır ve zamanlayıcının 1 zaman aralığı (time quantum) sonunda kesme göndermesi sağlanır.
5.38 Silberschatz, Galvin and Gagne ©2009Operating System Concepts – 8th Edition
Round Robin (RR)
İki olayın olma ihtimali vardır. İşlemin süresi zaman aralığından daha az olabilir. Bu durumda işlem kendisi
mikroişlemciyi bırakacak ve mikroişlemci hazır durumdaki sıradan bir sonraki işlemi yürütmek üzere alacaktır.
Diğer durumda ise, yürütülen işlem zaman aralığından daha büyük bir süreye sahip olabilir.
Zaman aralığı dolduğunda, zamanlayıcı işletim sistemine bir kesme gönderir ve yürütülmek olan işlem sıranın sonuna gönderilir.
Bu durumda mikroişlemci programlayıcısı hazır durumdaki sıradan bir sonraki işlemi yürütmek üzere alır.
5.39 Silberschatz, Galvin and Gagne ©2009Operating System Concepts – 8th Edition
RR Örneği Time Quantum = 4
İşlem Süre (Burst Time)P1 24 P2 3 P3 3
Gantt Şeması
P1 için bekleme(10-4)=6 , P2=4 , P3=7 bekleme süresine sahiptir. Ortalama bekleme zamanı= 17/3=5.66
P1 P2 P3 P1 P1 P1 P1 P1
0 4 7 10 14 18 22 26 30
5.40 Silberschatz, Galvin and Gagne ©2009Operating System Concepts – 8th Edition
Time Quantum ve Context Switch
5.41 Silberschatz, Galvin and Gagne ©2009Operating System Concepts – 8th Edition
Turnaround Zamanı, Time Quantum İlişkisi
• Tek bir time-quantumda işlemin tamamlanması en ideal durumdur. Küçük time-quantum da çok fazla içerik değişimi de yapılmaktadır.
• Çok uzun time-quantum belirlendiğinde ise FCFS yöntemi gibi planlama yapılmaktadır.
• Genel bir yaklaşımla, işlemlerin %80 inin süresi time quantumdan daha kısa olmalıdır.
5.42 Silberschatz, Galvin and Gagne ©2009Operating System Concepts – 8th Edition
Çok Seviyeli Kuyruk (Multilevel Queue)
Hazır kuyruk iki parçaya ayrılmıştır:Önplan: foreground (interactive)Arkaplan: background (batch)
Her kuyruğun kendi sıralama yöntemi bulunmaktadır. Önplan ..foreground – RR Arkaplan..background – FCFS
Sıralar arasında da planlama yapılmalıdır: Sabit öncelikli planlama (Fixed priority scheduling) (Örneğin önce
arkaplandaki işelemleri yapi sonra önplandakileri yap.) Bu durumda starvation problemi ortaya çıkabilir.
Time slice – Her kuyruk işlemlerini planlamak için belli bir CPU zamanını alır (Örneğin 80% to foreground in RR, 20% to background in FCFS )
5.43 Silberschatz, Galvin and Gagne ©2009Operating System Concepts – 8th Edition
Çok Seviyeli Kuyruk (Multilevel Queue)
5.44 Silberschatz, Galvin and Gagne ©2009Operating System Concepts – 8th Edition
Çok Seviyeli Kuyruk (Multilevel Queue)
Çok seviyeli sıra programlamasında hazır durumdaki işlem sırası farklı gruplara ayrılmıştır.
Yani hazır durumdaki sıra bir tane değildir, farklı özelliklere sahip işlem sıraları mevcuttur.
Her işlem bu sırlardan birine sürekli olarak dahil olmaktadır. İşlemin hangi sıraya dahil olacağında işlemin öncelik değeri, büyüklüğü,
işlem tipi gibi özellikleri etkili olmaktadır. İşlem sıralarının da kendi aralarında öncelik durumları vardır. Her sıra düşük öncelikli sıraya göre mutlak bir önceliğe sahiptir. Sistem preemptive olarak çalışmaktadır. Örneğin interaktif bir işlem, grup
işlemi yürütülürken mikroişlemciye gelirse interaktif işlemin yapılması sağlanır.
5.45 Silberschatz, Galvin and Gagne ©2009Operating System Concepts – 8th Edition
Çok Seviyeli Geri Beslemeli Kuyruk (Multilevel Feedback Queue)
Çok seviyeli sıra programlamasında işlemler sürekli olarak bir sırada bulunmaktadırlar ve sıralar arasında yer değiştirme olayı olmamaktadır.
Çok seviyeli geribeslemeli sıra programlamasında ise işlemler farklı
sıralar arasında hareket edebilme, yer değiştirebilme özelliğine sahiptirler.
Eğer mikroişlemciyi çok meşgul edecek uzun süreli bir işlem varsa, bu işlem düşük öncelikli b ir sıraya geçirilebilir.
Ayrıca düşük öncelikli bir sırada çok beklemesi gerekecek bir işlem de yüksek öncelikli bir sıraya geçirilebilir
5.46 Silberschatz, Galvin and Gagne ©2009Operating System Concepts – 8th Edition
Çok Seviyeli Geri Beslemeli Kuyruk (Multilevel Feedback Queue)
Bu prensiple çalışan sistemler aşağıdaki parametrelere göre tanımlanırlar:
Kuyruk adedi Her sıranın planlama algoritması Bir işlemin daha yüksek öncelikli sıraya taşınmasında kullanılan metot Bir işlemin daha düşük öncelikli sıraya taşınmasında kullanılan metot İşlemin yürütülmesi sırasında hangi sırada yer alacağına karar veren
metot
5.47 Silberschatz, Galvin and Gagne ©2009Operating System Concepts – 8th Edition
Örnek: Multilevel Feedback Queue
Three queues: Q0 – RR with time quantum 8 milliseconds Q1 – RR time quantum 16 milliseconds Q2 – FCFS
Scheduling A new job enters queue Q0 which is served FCFS. When it gains CPU,
job receives 8 milliseconds. If it does not finish in 8 milliseconds, job is moved to queue Q1.
At Q1 job is again served FCFS and receives 16 additional milliseconds. If it still does not complete, it is preempted and moved to queue Q2.
5.48 Silberschatz, Galvin and Gagne ©2009Operating System Concepts – 8th Edition
Çok Seviyeli Geri Beslemeli Kuyruk (Multilevel Feedback Queue)
5.49 Silberschatz, Galvin and Gagne ©2009Operating System Concepts – 8th Edition
Operating System Examples
Solaris scheduling Windows XP scheduling Linux scheduling
5.50 Silberschatz, Galvin and Gagne ©2009Operating System Concepts – 8th Edition
Multiple-Processor Scheduling
Multiple processors ==> divide load among them More complex than single CPU scheduling
How to divide load? Asymmetric multiprocessor
One master processor does the scheduling for others Symmetric multiprocessor (SMP)
Each processor runs its own scheduler One common ready queue for all processors, or one ready
queue for each Win XP, Linux, Solaris, Mac OS X support SMP
5.51 Silberschatz, Galvin and Gagne ©2009Operating System Concepts – 8th Edition
SMP Issues Processor affinity
When a process runs on a processor, some data is cached in that processor’s cache
A process migrates to another processor ==> Cache of new processor has to be re-populated Cache of old processor has to be invalidated ==> performance penalty
Load balancing One processor has too much load and another is idle Balance load using
Push migration: A specific task periodically checks load on all processors and evenly distributes it by moving (pushing) tasks
Pull migration: Idle processor pulls a waiting task from a busy processor
Some systems (e.g., Linux) implement both Tradeoff between load balancing and processor affinity: what would you do?
May be, invoke load balancer when imbalance exceeds a threshold
5.52 Silberschatz, Galvin and Gagne ©2009Operating System Concepts – 8th Edition
Solaris Dispatch Table
5.53 Silberschatz, Galvin and Gagne ©2009Operating System Concepts – 8th Edition
Solaris Scheduling
5.54 Silberschatz, Galvin and Gagne ©2009Operating System Concepts – 8th Edition
Windows XP Scheduler Priority-based, preemptive scheduler
The highest-priority thread will always run 32 levels of priorities, each has a separate queue Scheduler traverses queues from highest to lowest till it finds
a thread that is ready to run Priorities are divided into classes, each has several relative
priorities
5.55 Silberschatz, Galvin and Gagne ©2009Operating System Concepts – 8th Edition
Windows XP Priorities
5.56 Silberschatz, Galvin and Gagne ©2009Operating System Concepts – 8th Edition
Linux Scheduling
Constant order O(1) scheduling time Two priority ranges: time-sharing and real-time Real-time range from 0 to 99 and nice value from 100 to 140 (figure 5.15)
5.57 Silberschatz, Galvin and Gagne ©2009Operating System Concepts – 8th Edition
Priorities and Time-slice length
5.58 Silberschatz, Galvin and Gagne ©2009Operating System Concepts – 8th Edition
List of Tasks Indexed According to Priorities
5.59 Silberschatz, Galvin and Gagne ©2009Operating System Concepts – 8th Edition
Algorithm Evaluation
Deterministic modeling – takes a particular predetermined workload and defines the performance of each algorithm for that workload
Queueing models Implementation
5.60 Silberschatz, Galvin and Gagne ©2009Operating System Concepts – 8th Edition
Evaluation of CPU schedulers by Simulation
Silberschatz, Galvin and Gagne ©2009Operating System Concepts – 8th Edition,
End of Chapter 5
5.62 Silberschatz, Galvin and Gagne ©2009Operating System Concepts – 8th Edition
5.08
5.63 Silberschatz, Galvin and Gagne ©2009Operating System Concepts – 8th Edition
In-5.7
5.64 Silberschatz, Galvin and Gagne ©2009Operating System Concepts – 8th Edition
In-5.8
5.65 Silberschatz, Galvin and Gagne ©2009Operating System Concepts – 8th Edition
In-5.9
5.66 Silberschatz, Galvin and Gagne ©2009Operating System Concepts – 8th Edition
Dispatch Latency
5.67 Silberschatz, Galvin and Gagne ©2009Operating System Concepts – 8th Edition
Java Thread Scheduling
JVM Uses a Preemptive, Priority-Based Scheduling Algorithm
FIFO Queue is Used if There Are Multiple Threads With the Same Priority
5.68 Silberschatz, Galvin and Gagne ©2009Operating System Concepts – 8th Edition
Java Thread Scheduling (cont)
JVM Schedules a Thread to Run When:
1. The Currently Running Thread Exits the Runnable State2. A Higher Priority Thread Enters the Runnable State
* Note – the JVM Does Not Specify Whether Threads are Time-Sliced or Not
5.69 Silberschatz, Galvin and Gagne ©2009Operating System Concepts – 8th Edition
Time-Slicing
Since the JVM Doesn’t Ensure Time-Slicing, the yield() Method May Be Used:
while (true) {// perform CPU-intensive task. . .Thread.yield();
}
This Yields Control to Another Thread of Equal Priority
5.70 Silberschatz, Galvin and Gagne ©2009Operating System Concepts – 8th Edition
Thread Priorities
Priority CommentThread.MIN_PRIORITY Minimum Thread PriorityThread.MAX_PRIORITY Maximum Thread PriorityThread.NORM_PRIORITY Default Thread Priority
Priorities May Be Set Using setPriority() method:setPriority(Thread.NORM_PRIORITY + 2);
5.71 Silberschatz, Galvin and Gagne ©2009Operating System Concepts – 8th Edition
Solaris 2 Scheduling