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Sistemas Operativos I

Escalonamento Luis Lino Ferreira / Maria João ViamonteFevereiro de 2006

05/06 2Sistemas Operativos ILuis Lino Ferreira / Maria João Viamonte

Sumário

Conceitos básicosCritérios de escalonamento Algoritmos de escalonamentoEscalonamento multi-processadorEscalonamento em tempo real

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Conceitos Básicos

Objectivos do escalonamentoOptimizar a performance do sistema de acordo com um critério

Dividir a capacidade de processamento da UCP entre vários processosDiminuir o tempo de resposta (sistemas de Tempo-Real)

Como? Alguns exemplos:

Quando um processo está à espera (por ex: de uma operação de I/O ou de um sinal), outro processo pode entrar em funcionamentoPeriodicamente é retirado um processo e substituído pelo próximo na fila de ready


Caracterização de um programa

Ciclo de um programaExecução na UCP (CPU Burst) seguido de espera atéà finalização de um operação de I/O (I/O Burst)

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Notação Gráfica UtilizadaChegada de um processo ao sistema

Processo em execução (estado de running)

Processo à espera (estado de waiting)

Finalização de um processo

Exemplo:

P2

3 110 6 9 15 t

P2


Histograma dos CPU BurstsA duração dos CPU Burst têm tendência a ter uma curva de frequência exponencial, com muitos CPU Burst de curta duração e poucos CPU Burstde longa duração

Um programa I/O-bound tem muitos CPU Burst de curta duração Um programa CPU-bound

tem poucos CPU Burst, mas estes são de longa duração

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Escalonador da UCPO escalonador selecciona entre os processos na fila de Ready,aqueles que devem entrar em execução de seguidaA decisão de escalonamento pode ser feita nas seguintes circunstâncias:

1. O processo comuta do estado Running para o estado Waiting (pedido de I/O, evocação da função wait())

2. O processo comuta do estado Running para o estado Ready(ocorrência de uma interrupção)

3. O processo comuta do estado Waiting para o estado Ready(termina um pedido de I/O)

4. O processo termina


Diagrama de Estados

1

2

3

4

ReadyReady RunningRunning

WaitingWaiting

TerminatedTerminatedInterrupção

I/O ou espera evento

Exit

EscalonadorI/O fim ouchegada evento

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Tipos de Escalonamento

Escalonamento não preemptivo: o escalonador apenas pode efectuar a comutação entre processos quando o processo termina ou passa para o estado de WaitingCasos 1 e 4*Exemplo: Windows 3.1 e AppleMacintosh OS



Escalonamento preemptivo: o escalonador pode interromper a execução de um processo antes que este tenha terminado

Casos 2 e 3* * do slide anterior

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Escalonamento preemptivoAlguns problemas

2 Processos partilham dadosUm dos processo está a actualizar os dados, a UCP decide efectuar a comutação para outro processoO segundo processo vai ter acesso a dados potencialmente inconsistentes

Mecanismos para protecção no acesso a dados partilhados (Capítulos seguintes)


DispatcherOutro componente envolvido na função de escalonamento é o Dispatcher :

É o módulo que atribui a UCP ao processo seleccionado pelo escalonador de curto-prazo

Dispatcher executa as seguintes operações:comutação de contextocomutação para o modo de utilizadorsalto para o endereço adequado de memória do programa por forma a continuar ou iniciar a sua execução

O tempo de execução do Dispatcher deverá ser minimizado

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Estrutura de um Escalonador

Selecciona processo

Coloca processo em funcionamento

Escalonador Dispatcher UCP



NewNew

ReadyReady RunningRunning

WaitingWaiting

TerminatedTerminatedSuspended

ReadySuspended

Ready

SuspendedBlocked

SuspendedBlocked

Escalonamento a médio prazo

Escalonamento a longo prazo

Escalonamento a curto prazo

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Critérios de EscalonamentoCritérios orientados ao utilizador (performance)

Turnaround timeTempo que decorre entre o instante em que um processo ésubmetido e o instante em que é concluídoÉ a soma do tempo de espera para ir para a memória, tempo de espera na fila dos ready, tempo em execução na UCP e o tempo de espera por recursos

Tempo de respostaTempo que decorre entre a submissão de um pedido e o início da resposta este critério é adequado para sistemas interactivosObjectivos: baixo tempo de resposta maximizando o número de utilizadores com tempos de resposta aceitáveis


Critérios de EscalonamentoCritérios orientados ao utilizador (performance)

DeadlineDeadline, ponto no tempo no qual um determinado resultado de computação deve estar disponível

Sempre que forem especificadas deadlines, o critério de escalonamento deve garantir que as deadlines são cumpridas, caso não seja possível deve garantir que o mínimo número de deadlines é ultrapassado

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Critérios de EscalonamentoCritérios orientados ao utilizador (outros)

Predictabilidadeum determinado processo, independentemente da carga do processador deve correr aproximadamente no mesmo tempoExemplos:

um jogo de computador do tipo “Arcade” deve correr à mesma velocidade independentemente da máquina em que está funcionar e da respectiva cargaum programa de descodificação de vídeo deve ser capaz de processar 30 frames por segundo independentemente da máquina e respectiva carga


Critérios de Escalonamento

Critérios orientados ao sistema (performance)Utilização da UCP

Utilização: razão entre o tempo durante o qual a UCP éutilizada e o tempo total de execuçãoO objectivo é maximizar a utilização da UCP

Débito (Throughput)Número de processo executados por unidade de tempoMaximizar o número de processos concluídos por unidade de tempoO valor óptimo depende dos processos

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Critérios de EscalonamentoCritérios orientados ao sistema (outros)

FairnessNa ausência de qualquer critério por parte do utilizador os processo devem ser tratados de forma idêntica pela UCP

PrioridadesCada processo é associado a uma determinada prioridade que lhe garante um tratamento diferenciado por parte da UCP em relação aos outros processo do sistema, podendo ser beneficiado ou prejudicado


Critérios de EscalonamentoCritérios orientados ao sistema (outros)

Balanceamento de recursosUtilizado em conjunto com políticas de escalonamento de médio e longo prazo, permite escalonar preferencialmente processos que sub-utilizem determinados recursos, que se encontrem sobrecarregados

Tempo de esperaÉ a soma dos períodos dispendidos pelo processo no estado de Ready

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Algoritmos de Escalonamento

Fisrt-Came, Fisrt-Served (FCFS)Shortest-Job-First (SJF)Escalonamento por PrioridadesRound-Robin (RR)Multi-nível por FilasMulti-nível com realimentação por filas


First-Come, First-Served (FCFS)O processo que chega à fila de ready em primeiro lugar étambém o primeiro processo a ser executadoSimples e fácil de implementarNão preemptivo

um processo apenas liberta a UCP quando termina ou quando requer uma operação de I/O

ProblemasEfeito de comboio, resultando em baixa utilização da UCPFavorece processos CPU Bound, dado que os processo I/O Bound têm que esperar pelo fim dos processos CPU Bound

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First-Come, First-Served (FCFS)

Exemplo:Processo Burst Time

P1 24P2 3P3 3Ordem de chegada: {P1, P2, P3}



Tempo de espera: P1=0, P2=24, P3=27Tempo médio de espera: (0+24+27)/3 =17

P1 P2 P3

24 27 300

P1, P2, P3

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First-Come, First-Served (FCFS)Ordem de chegada: {P2, P3, P1}

Tempo de espera: P2=0, P3 = 3, P1=6Tempo médio de espera: (0+3+6)/3=3O Efeito de Comboio deve-se aos processo mais curtos terem que esperar por processos de maior duração

P1P3P2

63 300

P2, P3, P1



Exemplo com processos I/O Bound e CPU BoundPerfil de execução P1 (I/O Bound)

Perfil de execução de P2 (CPU Bound)

P1

30 6 9 15 t

P1

P2

0 6 15 t

P2

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ResultadoOrdem de chegada {P1, P2}

Os processo CPU Bound tem tendência para serem executados primeiro

P1

3 110 6 9 19 t

P2,P1

P2 P1 P2 P1 P1

21 27



Favorecimento de processos CPU-boundOs processos I/O bound libertam a UCP sempre que requerem uma operação de I/OPassam para a fila de waitingQuando terminam a operação de I/O, voltam a entrar na fila de ready na última posiçãoEsperam até que os processo à sua frente terminem ou libertem a UCP

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Shortest-Job-First (SJF)O escalonador selecciona o processo na fila de readyque tiver menor tempo de execução

Não preemptivo: se chegar à fila de ready um processo com um tempo de execução menor que o processo em execução, este não é comutadoPreemptivo: o processo em execução é comutado pelo processo novo se o tempo restante de execução for maior que o tempo de execução do processo novo (Shortest-Remaining-Time-First(SRTF))


Shortest-Job-First (SJF)

SJF - Não PreemptivoProcesso Chegada Burst

P1 0.0 7P2 2.0 4P3 4.0 1P4 5.0 4

P1 P3 P2

73 160

P4

8 12

P1 P2 P3 P4

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Shortest-Job-First (SJF)SJF - Preemptivo

Processo Chegada BurstP1 0.0 7P2 2.0 4P3 4.0 1P4 5.0 4

P1 P3P2

42 110

P4

5 7

P2 P1

16

P1 P2 P3 P4

Chegada de um processo


Shortest-Job-First (SJF)Características

É considerado como um algoritmo óptimo* para minimização do tempo médio de esperaUsado essencialmente para escalonamento a longo prazo

ProblemasÉ necessário conhecer e avaliar o tempo de execução do processo Não é possível saber apenas é possível estimar

Pode-se utilizar como tempo de execução o tempo limite especificado pelo utilizador

Em casos de carga elevada os processos mais longos são prejudicados (i.e. são os últimos a ser executados)Pouco adequado ao escalonamento de curto prazo devido àdificuldade de prever a duração do próximo CPU Burst

* Não foi ainda provado

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SJF no escalonamento a curto prazoPode ser utilizada uma estimativa da duração do próximo CPU Burst (τn+1) com base nos anterioresA duração do próximo CPU Burst é uma média exponencial da duração dos anteriores CPU Burstτn+1=α.tn + (1- α).tn - média exponencial para um valor de α

α: controla o peso relativo da historia passada e recente, 0≤α≤1tn: duração do último CPU Burstτn+1: valor previsto para o próximo CPU Burst



α= 0.5t0=10

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Escalonamento por Prioridades

Cada processo tem uma prioridade associadaA UCP é alocada ao processo com maior prioridadeProcessos de igual prioridade podem ser escalonados através de FCFSPode ser preemptivo ou não preemptivoA prioridade é representada por um número inteiro positivo (nesta disciplina adoptou-se que 0 representa a maior prioridade)



Escalonamento não preemptivo Processo Burst Prioridade

P1 3 3P2 2 1P3 2 4P4 2 5P5 5 2

Chegada simultânea no tempo 0

P5 P1P2

73 140

P3

10

P4

P1,P2, P3, P4, P5

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P2,P3


Escalonamento preemptivoProcesso Burst Prioridade Tempo de chegada

P1 3 3 0P2 2 1 2P3 2 4 2P4 2 5 5P5 5 2 7

P2P1

72 140

P1

12

P4P5

P1 P4 P5

P3


Escalonamento por PrioridadesCaracterísticas

Em situações de sobrecarga os processos de menor prioridade podem nunca ser executados

Uma das soluções para este problema é aumentar a prioridade do processo com o tempo

As prioridades podem ser definidas:em função das propriedades do processo

Duração dos CPU Bursts, deadlines, importância do processo, etc

politicamenteEm função do pagamento do utilizador, o departamento a quem pertence o processo, etc

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Round-Robin (RR)Especialmente adaptado para Sistemas Partilhados Multi-utilizadorAlgoritmo:

Cada processo obtém uma pequena unidade de tempo da UCP, timequantum ou time slice, vulgarmente 10 -100msNo fim de cada time quantum (q) o processo é comutado e adicionado à cauda da fila readyCaso o processo termine a sua execução ou passe para o estado de waiting durante time quantum atribuído, o escalonador selecciona o processo seguinte para execuçãoO escalonador necessita de um timer de modo a que seja periodicamente interrompido após cada time quantum


Round-Robin (RR)

Processo BurstP1 53P2 17P3 68P4 24

time quantum = 20

P1 P2 P3 P4 P1 P3 P4 P1 P3 P3

0 20 37 57 77 97 117 121 134154 162

P2 termina sua execução




P1,P2, P3, P4

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Round-Robin (RR)Características

Melhor tempo de resposta do que SJFO escalonamento em RR pode ser visto como dividir a capacidade de processamento da UCP pelo vários processos

ProblemasSe o time quantum for pequeno o overhead do algoritmo pode ser grande (FCFS)Favorece processo CPU bound

Os processos I/O bound usam a UCP durante um tempo inferior ao time quantum e após o que passam para a fila de waitingOs processo CPU bound usam o seu time quantum na totalidade e voltam para a fila de ready


Round-Robin (RR)

Turnaround timetempo que decorre entre o instante em que um processo ésubmetido e o instante em que é concluídoTurnaround time também estádependente do valor do timequantum

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Round-Robin (RR)

Algumas questões:E se quisermos dar maior importância a um processo?

Que alterações devem ser feitas ao algoritmo RR?

Se reduzirmos o time quantum para um valor muito pequeno.

Que problemas ocorrem?


Multi-nível por Filas

Este tipo de escalonamento é usado quando é fácil classificar os processos em classes distintas, por ex.:

Processos interactivosProcessos batchAplicações multimédia

A fila ready é dividida em várias filas, uma por cada classe de processos

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Cada fila pode ter o seu próprio algoritmo de escalonamento, por ex.:

Processos interactivos: RRProcessos batch: FCFSProcesso do sistema: prioridades

Cada fila tem prioridade absoluta sobre a outra

i.e. um processo da fila de batch apenas corre quando não existirem processos na fila dos processos interactivos



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Também é necessário efectuar o escalonamento entre as filas:

Prioridades fixasEm casos de carga elevada os processos atribuídos às filas de menor prioridade são preteridos

Round-Robincada fila obtém uma certa quantidade de tempo da UCP que pode ser escalonado pelos seus processos

80% para processos foreground em RR20% para processos background em FCFS


Multi-nível por FilasExemplo: 2 processos do sistema: P1 e P2

2 processos interactivos: P3 e P4

1 processo batch: P5

Perfis de execução

P1

30 5t

P2

20 t

P3

30 4 t

P4

30 4 t

P5

30 5t

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Exemplo (cont.)Algoritmos de escalonamento

Processos interactivos: RR com time quantum igual a 2Processos batch: FCFS Processos do sistema: prioridades (P1 = 2, P2 = 0)

Chegadas dos processosP1 – 0P2 – 4P3 – 0P4 – 0P5 – 1



Exemplo (resultado)

P1P1

5 150 10 17 t

P1,P3, P4

P3 P2 P4 P3

P5P2

P5P4

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Multi-nível com Realimentação por Filas

Permite que um processo se mova entre filasA passagem para um fila de prioridade inferior éfeita quando o processo utiliza mais tempo da UCP do que aquele que lhe estava destinado, por exemplo se o processo exceder o respectivo timequantumIgualmente um processo que espere demasiado tempo numa fila de prioridade inferior pode ser passado para um fila de prioridade superior



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Três filas: Q0 – RR com time quantum de 8 msQ1 – RR com time quantum de 16 msQ2 – FCFS

EscalonamentoUm novo processo entra na fila Q0, a qual segue uma política RR. Quando ganha a UCP, o processo recebe 8 ms; se não terminar em 8 ms, o processo é passado para a fila Q1Em Q1, o processo é servido novamente por uma política de escalonamento RR e recebe 16 ms adicionais;se mesmo assim não termina, o processo é passado para a fila Q2 com uma política FCFS



Exemplo:Perfis de execução

P1

30 4 t

P2

30 t

P3

30 4 t

P4

30 4 t

P5

30 5t

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Exemplo (cont.)Algoritmos de escalonamento

Q0 RR com time quantum igual a 2Q1 RR com time quantum igual a 3Q2 FCFS

Chegadas dos processosP1 – 0P2 – 0P3 – 0P4 – 0P5 – 0



Exemplo (resultado)

P3P1

5 150 10 t

P3P2 P4 P1

P1-5

P5

P2 passa para a fila Q1

P5 corre até ao fim dado que as outras filas estão vazias

P4P2 P5

P5 passa para a fila Q1

Dado que a fila Q0 estávazia o escalonador passa a escalonar processos da

fila Q1

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Exemplo2RR com time quantum (q) variável por fila, igual a 2(i-1)

Permite que o turnaround time de processos mais longos seja menor

28P5

56P4

44P3

62P2

30P1

Burst timeTempo de chegada

Processo



Exemplo2 (resultado)

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Caracterizado por:Número de filasAlgoritmos de escalonamento de cada filaMétodo utilizado para passar um processo para uma fila de mais alta ou mais baixa importânciaMétodo utilizado para decidir em que fila o processo é colocado, após a sua entrada no sistema


Escalonamento Multi-processador

O problema do escalonamento torna-se ainda mais complexo para sistemas multi-processadorTipos de sistemas

Processadores homogéneos: todos os processadores são idênticos em termos de funcionalidadesProcessadores não homogéneos: alguns dos processadores tem características diferentes. Por ex.: acesso a certo dispositivos de I/O, arquitectura do processador diferente, performance

Objectivos do escalonamentoPartilhar a carga entre processadores

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Escalonamento Multiprocessador

Multi-processamento assimétricoSó um processador acede às estruturas de dados do sistema, aliviando a necessidade de partilha de dadosÉ usada uma única fila Ready, e não uma fila por processador, para evitar que haja algum processador inactivo enquanto outros têm processos nas suas filas Ready à espera


Escalonamento Tempo-Real

Tipos de aplicaçõesIndustriaisAvionicsAutomóveisMultimédia

Tipos de sistemas tempo realSistemas críticos (Hard Real-Time)Sistemas não críticos (Soft Real-Time)

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Sistemas críticos (Hard Real-Time)É necessário garantir que a(s) tarefa(s) consideradas críticas terminem antes de um determinado tempo (deadline), caso contrário o seu não cumprimento pode resultar em graves danos para o sistemaExemplos:

Aplicações aeroespaciaisABS de um carroSistema de automação



Sistemas não críticos (Soft Real-Time)O funcionamento do sistema é apenas ligeiramente afectado caso não seja possível cumprir um determinada deadline.Exemplos:

Aplicações multimédiaJogos de computador

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Os métodos de escalonamento devem garantir àpriori que o sistema cumpre as suas metas temporaisÉ normalmente necessário conhecer o tempo de execução das tarefas

Periódicas (por ex. para aquisição de dados)Esporádicas (por ex. para o tratamento de alarmes)

O sistema é muito pouco dinâmicoEscalonamento por prioridadesEscalonamento utilizando o algoritmo Earliest DeadlineFirst (EDF)


Exemplos de Escalonadores

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Exemplos de Escalonadores

Solaris

Windows 2000

Linux


Solaris

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Solaris 2

Usa um processo de escalonamento baseado nas prioridadesDefine 4 classes de escalonamento:

Real-TimeSystemTime sharingInteractive

Cada classe tem diferentes prioridades e diferentes algoritmos de escalonamento (as duas últimas que usam o mesmo)Por defeito um processo criado é atribuído àclasse de Time Sharing


Solaris 2

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Solaris 2

Real-TimeMaior prioridade, prioridade (100-159)*Tempo de resposta garantidoEstes processos correm antes que qualquer outro processo de outra classe (normalmente existem poucos)

SystemProcessos relacionados com o kernel

Processos de utilizadores a correr em Kernel mode não são adicionados a esta classe

Prioridade fixa (60-99)Cada processo corre até bloquear ou ser preemptado por outro processo mais prioritário

* Para o SO Solaris a maior prioridade é 159


Solaris 2Time Sharing

Prioridade (0-59)Escalonamento multi-nível com realimentação por filas

Prioridades dinâmicasTime quantums diferentes para cada nível de prioridade (maior prioridade, menor time quantum)Movimentação dos processo entre filas de prioridades diferentes

InteractiveProcesso interactivos são escalonados na classe Time Sharing, mas tipicamente é lhes atribuída maior prioridade e permanecem nessas filas

Bons tempos de resposta para processos interactivosBom débito (throughput, número de processo executados por unidade de tempo) para processos CPU-bound que ficam com baixa prioridade mas com um Time quantum maior

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Solaris 2O escalonador converte a prioridade do processo para as prioridade global e escolhe sempre para entrar em execução o processo com maior prioridadeProcessos com a mesma prioridade são escolhidos por um algoritmo de RR O processo corre na UCP até que:

fique bloqueadoutilize o time quantum que lhe estava atribuído (se não for um processo da classe system, ou seja se for um processo da classe Interactive ou Time-sharing)ou preemptado por um processo de maior prioridade


Solaris 2Escalonamento de processos Time Sharingou Interactive

Inicialmente aos processo é lhes atribuída a prioridade 29 Caso o processo não utilize todo os seu timeslice:

a sua prioridade é aumentada (até 59)O time slice é diminuindoFavorece processos I/O-bound

Caso o processo utilize todo os seu time slice:a sua prioridade é diminuídao time slice aumentaFavorece processos CPU-bound

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Windows


WindowsAlgoritmo de escalonamento preemptivo por prioridadesSão definidos 32 níveis de prioridade divididos por 6 classes:

REALTIME_PRIORITY_CLASS (24)HIGH_PRIORITY_CLASS (13)ABOVE_NORMAL_PRIORITY_CLASS (10)NORMAL_PRIORITY_CLASS (8)BELOW_NORMAL_PRIORITY_CLASS (6)IDLE_PRIORITY_CLASS (4)

Os processos com prioridades de 1 a 15 podem ver a sua prioridade alterada dinamicamenteOs processos com prioridades de 16 a 32 têm prioridade fixa

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Windows 2000O escalonador gere uma fila para cada nível de prioridade e escolhe para entrar em execução o processo com prioridade mais alta (da fila)Um processo corre até:

Um outro processo de prioridade mais alta entrar para a fila de readyUm processo terminarUm processo terminar o seu time quantumUm processo entrar no estado waiting

Para as classes de prioridade variável o escalonador modifica as prioridades quando:

O Time-quantum do processo expira, sendo a prioridade diminuída de 1Um processo passa de background para foreground (só para a classe NORMAL_PRIORITY_CLASS)Uma janela recebe um evento, por ex. um timer ou recebe mensagens do ratoO processo passa do estado de waiting para ready, a prioridade é aumentada


Windows 2000Para conseguir níveis de desempenho adequados em programas interactivos, o sistema usa uma regra de escalonamento especial nos processos da classe NORMAL_PRIORITY_CLASS:

Distingue entre nos processos em foreground (quando a janela correspondente está seleccionada) e nos processos em background(quando a janela correspondente não está seleccionada)Quando um processo passa para foreground, aumenta-se a sua prioridade de modo a que esta seja maior ou igual que a prioridade do processo de mais alta prioridade em backgroundQuando do processo passa para backgroud, diminui-se a sua prioridade para a sua prioridade original

Processos de tempo-real têm acesso preferencial à UCP; mas o SO não garante que um processo de tempo real comece a ser executado dentro de um limite temporal pré-definido (o Windows 2000 é do tipo soft real-time)

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Windows 2000

A estratégia de prioridades tem alguns aspectos a realçar

Tende a dar óptimos tempos de resposta para processos interactivos que usem o rato e janelasPermite que processos I/O-bound mantenham os dispositivos em funcionamento (sem pausas)Os processos CPU-bound ficam com as sobras da UCP


Linux

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LinuxEm Linux, o escalonamento também inclui a execução das tarefas do kernelEstas tarefas do kernel incluem as tarefas requisitadas por processos em execução e as tarefas internas ligadas aos device driversA execução em modo kernel pode ocorrer de 3 formas:

Um programa em execução requisita explicitamente um serviço do SO através de uma chamada ao sistema Implicitamente quando a gestão de memória virtual gera uma “falha de página”Um device driver gera uma interrupção que leva a UCP a iniciar uma rotina do kernel para atendimento da interrupção


LinuxO Linux usa duas técnicas para proteger a execução de processos:

O código normal do kernel não pode ser interrompidoQuando uma interrupção surge durante a execução em modo kernel, uma flag é activada de modo a que o escalonador possa correr logo que a função de sistema termine e o controlo volte para o modo de utilizador

Para secções críticas de código pertencentes a rotinas de serviço usa-se outra técnica

Desactivando as interrupções por hardware durante as secções críticas, o kernel garante que pode prosseguir sem o risco de acesso simultâneo a dados partilhados do SO (e sem possibilidade de se adulterar o sistema)

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LinuxO Linux usa 3 métodos de escalonamento de processos:

Um algoritmo de tempo partilhado para escalonamento de processos “convencionais”Dois algoritmos de tempo-real para processos em que a previsibilidade dos parâmetros temporais (por ex. período e deadline) do processo são importantes para a sua execução correcta

Por ex. uma tarefa responsável por descodificar um filme deve mostrar um fotograma 30 vezes por segundo


Linux

É a classe de escalonamento de cada processo que determina qual o algoritmo a usar:

SCHED_FIFO: First-in-first-out tempo realSCHED_RR: Round-Robin tempo realSCHED_OTHER: Escalonamento hierarquicocom realimentação

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Linux

O escalonador escolhe para entrar em execução o processo com maior prioridade (0-139) presente na fila de ready

0-99 prioridades estáticas para os processo de tempo-real100-139 prioridades dinâmicas para processos convencionais

Notas:As prioridades estáticas são sempre superiores às dinâmicasOs processos de tempo-real tem sempre prioridade relativamente aos processo convencionais


Linux

Para processo convencionaisO tempo da UCP é dividido em epochs(épocas)No início de cada epoch o escalonador calcula os time quantums de cada processoUm processo é substituído por outro quando:

utiliza o seu time quantumpassa para o estado de waitingé lançado um processo mais prioritário

O epoch termina quando todos os processo na fila de ready, tiverem esgotado o seu timequantum

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LinuxPara processos convencionais, o Linux usa um algoritmo para calcular o time quantum baseado em créditos e prioridades

A regra de creditação

Os créditos são transformados em tempoa regra leva em conta a história do processo e a sua prioridadeEste sistema de creditação automaticamente dá mais prioridade a processos interactivos ou I/O-bound em detrimento de processos CPU-bound

priority2

credits : credits +=


LinuxO Linux implementa as classes de escalonamento de tempo-real FIFO (ou FCFS) e Round-Robin; em ambos os casos, cada processo tem uma prioridade e uma classe de escalonamento próprios

O escalonador executa o processo com a prioridade mais alta; em caso de empate, executa o processo que tem mais tempo de esperaOs processos FCFS executam até terminar ou bloquearOs processos Round-Robin são interrompidos ao fim do seu time quantum e colocados no fim da fila de ready, por forma a garantir equidade no tratamento (entre eles)

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Sistemas Operativos I

Escalonamento Luis Lino Ferreira / Maria João ViamonteFevereiro de 2006


Escalonador da UCPO escalonador selecciona entre os processos na fila de Ready, aqueles que devem entrar em execução de seguidaA decisão de escalonamento pode ser feita de acordo com as transições de estado de um processo:

1. Comuta do estado Running para o estado Waiting2. Comuta do estado Running para o estado Ready3. Comuta do estado Waiting para o estado Ready4. Termina5. Quando um processo entra pela 1ª vez para a fila de

Ready

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Windows 2000

Threads são a unidade de execução manipulada pelo escalonador do kernelUma Thread pode estar num de 6 estados:

ReadyStandbyRunningWaitingTransitionTerminated

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