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1 scheduling Riedizione modifi cata delle slide della Prof. DI Stefano 1

2 Scheduling Alternanza di CPU burst e periodi di I/O wait a) processo CPU-bound b) processo I/O bound 2

3 CPU Scheduler Seleziona uno tra i processi in memoria ready to run, e alloca la CPU a uno di essi 3

4 Quando schedulare 1. Quando viene creato un nuovo processo ci sono 2 processi, padre e figlio, tra cui scegliere 2. Quando un processo termina Occorre sceglierne uno tra quelli ready 3. Quando un processo si blocca potrebbe essere utile schedulare il processo (se c è) che condiziona il blocco, ma lo scheduler non può gestire informazioni su tale dipendenza 4. Dopo un interrupt alcuni processi in attesa potrebbero essere stati sbloccati (es. serviti da un I/O device) Nel caso di time sharing scheduling, se scade il quanto di tempo del processo corrente 4

5 Dispatcher Il modulo Dispatcher dà il controllo della CPU ai processi selezionati dallo scheduler. operazioni: context switch switch a modo utente jumping alla posizione in cui far ripartire il programma Dispatch latency tempo consumato dal dispatcher per fermare un processo e mandarne in esecuzione un altro 5

6 Scheduling preemptive vs. non-preemptive non preemptive: il processo scelto per l esecuzione viene fatto eseguire finchè viene messo da parte solo se - bloccato - rilascia volontariamente (yeld) - termina preemptive: il processo che esegue può essere prelazionato, es può eseguire al più per un quanto di tempo fissato in base ad una priorità viene messo da parte per lasciare la cpu ad un processo a più alta priorità 6

7 Classi di sistemi batch nessuna esigenza sul response time, tipicamente non preemptive interattivi tipicamente preemptive realtime vincoli sul delivery time, spesso con comportamenti predicibili (almeno noto il worst execution time) (es. multimedia) 7

8 La schedulazione è caratterizzata da: Selection function: algoritmo di scheduling basato su priorità e caratteristiche di esecuzione tempo speso sin qui, tempo speso in attesa, tempo totale di servizio Decision mode: preemptive / non preemptive 8

9 Criteri per lo Scheduling CPU utilization tenere la CPU occupata il più possibile Throughput numero di processi che completano per unità di tempo Turnaround time tempo speso nell esecuzione di un processo Waiting time tempo speso dal processo in waiting nella ready queue Response time tempo dalla sottomissione della request alla prima risposta prodotta (per ambienti time-sharing) Criteri di Ottimizzazione Max CPU utilization Max throughput Min turnaround time Min waiting time Min response time 9

10 Obiettivi degli algoritmi di scheduling 10

11 Batch System - scheduling non preemptive Sequenza di arrivo (burst time): A (8) B(4) C(4) D(4) a) FIFO (average waiting time: ( )/4=9) b) shortest job first (average waiting time: ( ) /4=6) c) shortest remaining time next - versione preemptive di sjf: quando arriva un nuovo job, se piu breve di quello corrente, questo si sospende a favore del nuovo NB: in b e c occorre conoscere in anticipo job run time 11

12 Sistemi Interattivi - preemptive scheduling & time sharing round robin scheduling - la ready queue è gestita FIFO e i processi sono prelazionati dopo un quanto di tempo - performance influenzate dal context switch (vs. quanto di tempo: msec) 12

13 priority scheduling ad ogni processo è assegnata una priorità viene eseguito il processo con priorità più alta (spesso valori minori corrispondono a priorità maggiore) motivazione: anche in un PC con un solo owner alcuni processi possono essere più importanti di altri Per evitare starvation di processi a bassa priorità: Aging/decay : la priorità dei processi in attesa aumenta / i processi diminuiscono la loro priorità man mano che eseguono priorità statica assegnata staticamente (UNIX: nice()) priorità dinamica assegnata per ottenere determinati obiettivi: es. (per non penalizzare processi I/O bound) priority = 1/f con f frazione di quanto utilizzato 13

14 multilevel queue Può essere utile dividere i processi in classi priority scheduling tra le classi: precedenza alle classi con priorità più alta scheduling autonomo dentro la singola classe (es. tutti RR oppure RR per le classi di priorità più alta e FIFO per quelle inferiori) Politica utile: Le classi a priorità più alta hanno time slice più brevi 14

15 multilevel feedback queue (UNIX Scheduler) viene applicata una funzione di decay/aging per spostare i processi tra le classi in base al loro utilizzo recente di CPU Parametri da fissare : numero di code, algoritmo di scheduling in ogni coda/ time slice di ogni coda, regola di aging, classe iniziale del processo 15

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