chương 6 điều phối tiến trình

1
Nguy n V n Huy – KTMT - 2008ễ ă
Nguyên lý h i u hànhệđ ề
Chương 6: Điều phối tiến trình
Chương 6: Điều phối tiến trình

2.1. Mục tiêu điều phối tiến trình

2.2. Tổ chức điều phối tiến trình

2.3. Các chiến lược điều phối tiến trình

2.3.1. Chiến lược FIFO (First In First Out)

2.3.2. Chiến lược phân phối xoay vòng (RR: Round Robin)

2.3.3. Chiến lược theo độ ưu tiên

2.3.4. Chiến lươc SJF (Shortest Job Fist: công việc ngắn nhất)

2.3.5. Chiến lược nhiều cấp độ ưu tiên

2.4. Phần tự lực - Tiến trình trong Windows NT

2.4.1 Câu hỏi phải trả lời sau phần tự lực

Câu hỏi của chương
2
Nguy n V n Huy – KTMT - 2008ễ ă
Nguyên lý h i u hànhệđ ề
Chương 6: Điều phối tiến trình

Chương 6: Điều phối tiến trình
Mục tiêu của chương

Trình bày chi tiết một số chiến lược điều phối
theo các mục tiêu sau:

Sự công bằng.

Tính hiệu quả.

Thời gian đáp ứng hợp lý.

Thời gian lưu lại trong hệ thống.

Thông lượng tối đa.
3
Nguy n V n Huy – KTMT - 2008ễ ă
Nguyên lý h i u hànhệđ ề
Chương 6: Điều phối tiến trình
Chương 6: Điều phối tiến trình

Sau khi học chương này sinh viên phải nắm
được

Hiểu được vai trò của điều phối tiến trình.

Hiểu và vận dụng được các chiến lược điều phối
qua các bài tập cụ thể.

Ư nhược điểm của mỗi chiến lược.

4
Nguy n V n Huy – KTMT - 2008ễ ă
Nguyên lý h i u hànhệđ ề
Chương 6: Điều phối tiến trình
Chương 6: Điều phối tiến trình

Đưa ra bài toán:

Tại sao cần điều phối, đối tượng nào được điều
phối?
5
Nguy n V n Huy – KTMT - 2008ễ ă
Nguyên lý h i u hànhệđ ề
Chương 6: Điều phối tiến trình
Chương 6: Điều phối tiến trình
2.1. Mục tiêu điều phối tiến trình

Các cơ chế điều phối tiến trình: Trong công tác
điều phối tiến trình bộ điều phối sử dụng hai cơ chế
điều phối:
•
Điều phối độc quyền
•
Điều phối không độc quyền.
6
Nguy n V n Huy – KTMT - 2008ễ ă
Nguyên lý h i u hànhệđ ề
Chương 6: Điều phối tiến trình
Chương 6: Điều phối tiến trình
2.1. Mục tiêu điều phối tiến trình


Các cơ chế điều phối tiến trình:

Điều phối độc quyền: Khi có được processor tiến
trình toàn quyền sử dụng processor cho đến khi
tiến trình kết thúc xử lý hoặc tiến trình tự động trả
lại processor cho hệ thống.
Processor
Px running
P1 P2 Pi
Waiting

Điển hình: MS DOS
7
Nguy n V n Huy – KTMT - 2008ễ ă
Nguyên lý h i u hànhệđ ề
Chương 6: Điều phối tiến trình
Chương 6: Điều phối tiến trình
2.1. Mục tiêu điều phối tiến trình

Các cơ chế điều phối tiến trình:

Điều phối độc quyền:

Các quyết định điều phối xảy ra khi: Tiến trình chuyển
trạng thái từ Running sang Blocked hoặc khi tiến trình
kết thúc.
Processor
Px end, blocked
P1 P2 Pi

Waiting
Ch n ti n trình nào?ọ ế
8
Nguy n V n Huy – KTMT - 2008ễ ă
Nguyên lý h i u hànhệđ ề
Chương 6: Điều phối tiến trình
Chương 6: Điều phối tiến trình
2.1. Mục tiêu điều phối tiến trình

Các cơ chế điều phối tiến trình:

Điều phối không độc quyền:

Bộ phận điều phối tiến trình có thể tạm dừng tiến trình
đang xử lý để thu hồi processor của nó, để cấp cho tiến
trình khác, sao cho phù hợp với công tác điều phối hiện
tại
9
Nguy n V n Huy – KTMT - 2008ễ ă
Nguyên lý h i u hànhệđ ề
Chương 6 : Điều phối tiến trình
Chương 6 : Điều phối tiến trình
2.1. Mục tiêu điều phối tiến trình

Các đặc điểm của tiến trình: Khi tổ chức điều phối
tiến trình, bộ phần điều phối tiến trình của hệ điều
hành thường dựa vào các đặc điểm của tiến trình.
Phòng
iđợ
C a i trong n cử đ ướ

ng b ngĐườ ă
C a i qu c tử đ ố ế
10
Nguy n V n Huy – KTMT - 2008ễ ă
Nguyên lý h i u hànhệđ ề
Chương 6 : Điều phối tiến trình
Chương 6 : Điều phối tiến trình
2.1. Mục tiêu điều phối tiến trình

Các đặc điểm của tiến trình:

Tiến trình thiên hướng Vào/Ra: Là các tiến trình
cần nhiều thời gian hơn cho việc thực hiện các thao
tác xuất/nhập dữ liệu, so với thời gian mà tiến trình
cần để thực hiện các chỉ thị trong nó, được gọi là
các tiến trình thiên hướng Vào/Ra.
11
Nguy n V n Huy – KTMT - 2008ễ ă
Nguyên lý h i u hànhệđ ề
Chương 6: Điều phối tiến trình
Chương 6: Điều phối tiến trình
2.1. Mục tiêu điều phối tiến trình

Các đặc điểm của tiến trình:

Tiến trình thiên hướng xử lý: Các tiến trình cần
nhiều thời gian hơn cho việc thực hiện các chỉ thị
trong nó, so với thời gian mà tiến trình để thực
hiện các thao tác Vào/Ra.
12

Nguy n V n Huy – KTMT - 2008ễ ă
Nguyên lý h i u hànhệđ ề
Chương 6: Điều phối tiến trình
Chương 6: Điều phối tiến trình
2.1. Mục tiêu điều phối tiến trình

Các đặc điểm của tiến trình:

Tiến trình tương tác hay xử lý theo lô: Tiến trình cần
phải trả lại kết quả tức thời (như trong hệ điều hành
tương tác) hay kết thúc xử lý mới trả về kết quả (như
trong hệ điều hành xử lý theo lô).
13
Nguy n V n Huy – KTMT - 2008ễ ă
Nguyên lý h i u hànhệđ ề
Chương 6: Điều phối tiến trình
Chương 6: Điều phối tiến trình
2.1. Mục tiêu điều phối tiến trình

Các đặc điểm của tiến trình:

Độ ưu tiên của tiến trình:

Độ ưu tiên tĩnh: là độ ưu tiên gán trước cho tiến trình và
không thay đổi trong suốt thời gian sống của tiến trình.

Độ ưu tiên động: là độ ưu tiên được gán cho tiến trình
trong quá trình hoạt động của nó, hệ điều hành sẽ gán lại
độ ưu tiên cho tiến trình khi môi trường xử lý của tiến
trình bị thay đổi.

14
Nguy n V n Huy – KTMT - 2008ễ ă
Nguyên lý h i u hànhệđ ề
Chương 6 : Điều phối tiến trình
Chương 6 : Điều phối tiến trình
2.1. Mục tiêu điều phối tiến trình

Các đặc điểm của tiến trình:

Thời gian sử dụng processor của tiến trình:
Tiến trình cần bao nhiêu khoảng thời gian của
processor để hoàn thành xử lý.
15
Nguy n V n Huy – KTMT - 2008ễ ă
Nguyên lý h i u hànhệđ ề
Chương 6: Điều phối tiến trình
Chương 6: Điều phối tiến trình
2.1. Mục tiêu điều phối tiến trình

Các đặc điểm của tiến trình:

Thời gian còn lại tiến trình cần processor: Tiến
trình còn cần bao nhiêu khoảng thời gian của
processor nữa để hoàn thành xử lý.
16
Nguy n V n Huy – KTMT - 2008ễ ă
Nguyên lý h i u hànhệđ ề
Chương 6: Điều phối tiến trình
Chương 6: Điều phối tiến trình
2.1. Mục tiêu điều phối tiến trình


Các đặc điểm của tiến trình:

Ví dụ: Để khai thác tối đa thời gian xử lý của processor thì
bộ phận điều phối tác vụ phải đưa vào hệ thống số lượng các
tiến trình tính hướng Vào/Ra cân đối với số lượng các tiến
trình tính hướng xử lý.
17
Nguy n V n Huy – KTMT - 2008ễ ă
Nguyên lý h i u hànhệđ ề
Chương 6: Điều phối tiến trình
Chương 6: Điều phối tiến trình
2.1. Mục tiêu điều phối tiến trình

Mục tiêu điều phối:

Sự công bằng: Các tiến trình đều công bằng với
nhau trong việc chia sẻ thời gian xử lý của
processor, không có tiến trình nào phải chờ đợi vô
hạn để được cấp processor.
18
Nguy n V n Huy – KTMT - 2008ễ ă
Nguyên lý h i u hànhệđ ề
Chương 6: Điều phối tiến trình
Chương 6: Điều phối tiến trình
2.1. Mục tiêu điều phối tiến trình

Mục tiêu điều phối:

Tính hiệu quả: Tận dụng được 100% thời gian xử

lý của processor.
19
Nguy n V n Huy – KTMT - 2008ễ ă
Nguyên lý h i u hànhệđ ề
Chương 6: Điều phối tiến trình
Chương 6: Điều phối tiến trình
2.1. Mục tiêu điều phối tiến trình

Mục tiêu điều phối:

Thời gian đáp ứng hợp lý: Đối với các tiến trình
tương tác, đây là khoảng thời gian từ khi tiến trình
đưa ra yêu cầu cho đến khi nhận được sự hồi đáp.
20
Nguy n V n Huy – KTMT - 2008ễ ă
Nguyên lý h i u hànhệđ ề
Chương 6: Điều phối tiến trình
Chương 6: Điều phối tiến trình
2.1. Mục tiêu điều phối tiến trình

Mục tiêu điều phối:

Thời gian lưu lại trong hệ thống: Đây là khoảng thời
gian từ khi tiến trình được đưa vào đến khi được hoàn
thành. Bao gồm thời gian thực hiện thực tế cộng với thời
gian đợi tài nguyên (bao gồm cả đợi processor).
21
Nguy n V n Huy – KTMT - 2008ễ ă
Nguyên lý h i u hànhệđ ề
Chương 6: Điều phối tiến trình

Chương 6: Điều phối tiến trình
2.1. Mục tiêu điều phối tiến trình

Mục tiêu điều phối:

Thông lượng tối đa: Chính sách điều phối phải cố gắng
để cực đại được số lượng tiến trình hoàn thành trên một
đơn vị thời gian. Mục tiêu này ít phụ thuộc vào chính
sách điều phối mà phụ thuộc nhiều vào thời gian thực
hiện trung bình của các tiến trình.
22
Nguy n V n Huy – KTMT - 2008ễ ă
Nguyên lý h i u hànhệđ ề
Chương 6: Điều phối tiến trình
Chương 6: Điều phối tiến trình
Thảo luận về sự mâu thuấn giữa các mục tiêu

Thông lượng tối đa

Sự công bằng

Tính hiệu quả

Thời gian đáp ứng hợp lý

Thời gian lưu lại trong hệ thống

Thông lượng tối đa
Có thể thỏa mãn được tất các các mục tiêu trên ?
23

Nguy n V n Huy – KTMT - 2008ễ ă
Nguyên lý h i u hànhệđ ề
Chương 6: Điều phối tiến trình
Chương 6: Điều phối tiến trình
P1 P2 P3 P4
1 12 2 1
Thảo luận về sự mâu thuẫn giữa các mục tiêu

Ví dụ:
P1
P2
T0
P1
P2
P3
P4
T1
P2
T3
P2
P3
N u ch n P2 thì P3 ph i ch thêm 8t ế ọ ả ờ
=> Th i gian áp ng v i P3?ờ đ ứ ớ
N u ch n P3 thì P2 ph i ch P3 th c hi n song ế ọ ả ờ ự ệ
khi ó có th P4 ã vào, ch n P?đ ể đ ọ
?
24
Nguy n V n Huy – KTMT - 2008ễ ă
Nguyên lý h i u hànhệđ ề
Chương 6: Điều phối tiến trình

Chương 6: Điều phối tiến trình
2.2. Tổ chức điều phối tiến trình

Để tổ chức điều phối tiến trình hệ điều hành sử
dụng hai danh sách:

Danh sách sẵn sàng (Ready list): dùng để chứa các tiến
trình ở trạng thái sẵn sàng.

Danh sách đợi (Waiting list): dùng để chứa các tiến
trình đang đợi để được bổ sung vào danh sách sẵn sàng.
25
Nguy n V n Huy – KTMT - 2008ễ ă
Nguyên lý h i u hànhệđ ề
Chương 6: Điều phối tiến trình
Chương 6: Điều phối tiến trình
2.2. Tổ chức điều phối tiến trình
1
2
3
4
5
6
7
Ready list
Ready list
Waitting list 1
Waitting list 1
Waitting list 2
Waitting list 2

8
Hình 2.1: Sơ đồ chuyển tiến trình vào các danh sách
Processor
Processor