Arquitetura de Sistemas Operacionais Técnico em Informática MBI1 Gerência do Processador

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Cap. 8 – Gerência do Processador 1

Arquitetura de Sistemas Arquitetura de Sistemas OperacionaisOperacionais

Técnico em Informática MBI1Técnico em Informática MBI1

Gerência do ProcessadorGerência do Processador

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Sumário

• Introdução• Funções Básicas• Critérios de escalonamento• Escalonamentos não-preemptivos e

preemptivos• Escalonamento FIFO• Escalonamento SJF• Escalonamento cooperativo• Escalonamento circular• Escalonamento por prioridades• Escalonamento circular com prioridades

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Sumário

• Escalonamento por múltiplas filas• Escalonamento por múltiplas filas com

realimentação• Política de Escalonamento em Sistemas de

Tempo Compartilhado • Política de Escalonamento em Sistemas de

Tempo Real

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Introdução

• Escalonamento

Estado d eEsp era

Estado d eExecu çã o

Estado d ePronto

Esca lo namento

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Funções Básicas

• Manter a UCP ocupada a maior parte do tempo

• Balancear o uso da UCP entre processos• Privilegiar a execução de aplicações críticas• Maximizar o throughput• Oferecer tempos de resposta razoáveis para

usuários interativos• Implementada pelo scheduler e dispatcher• Processos – unidades de alocação de

recursos• Threads – unidades de escalonamento

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Throughput

Throughput (ou taxa de transferência) é a quantidade de dados transferidos de um lugar a outro, ou a quantidade de dados processados em um determinado espaço de tempo, pode-se usar o termo throughput para referir-se a quantidade de dados transferidos em discos rígidos ou em uma rede, por exemplo; tendo como unidades básicas de medidas o Kbps, o Mbps e o Gbps.

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Turnaround

Turnaround Intervalo de tempo entre a submissão de um processo e sua finalização (soma dos intervalos esperando para ser carregado na memória, fila de pronto, em execução e em espera)

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Critérios de Escalonamento

• Utilização do processador• Throughput• Tempo de Processador / Tempo de UCP• Tempo de Espera• Tempo de Turnaround • Tempo de Resposta

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Escalonamentos Não-Preemptivo e Preemptivo

• Preempção – possibilidade do SO interromper um processo em execução e substituí-lo por outro

• Escalonamento não-preemptivo• Escalonamento preemptivo

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Escalonamento FIFO

• Escalonamento First-In-First-Out

U C P

Estado d eC r iação

Estado d eEsp era

Fila do s pro cesso s n o estad o d e Pron to

Estado d eTérm ino

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Cap. 8 – Gerência do Processador 11Arq

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Escalonamento FIFO

• Exemplo

Processo A

Processo B

Processo C

10 14 17

Processo A

Processo B

Processo C

4 7 17 u .t.

u .t.

ProcessoTem p o d e

p rocessa do r(u .t.)

A

B

C

10

4

3

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pera

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Escalonamento SJF

• Escalonamento Shortest-Job-First• Não preemptivo• O processo com o menor tempo para

ser completado é escolhido.

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de

Sis

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as O

pera

cion

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do/M

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Escalonamento SJF

• Escalonamento Shortest-Job-First

Processo A

Processo B

Processo C

3 7 17 u .t.

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Escalonamento Cooperativo

• Processo em execução libera voluntariamente a UCP

• Verifica a fila de mensagens periodicamente (Windows 3.11)

• Um programa mal escrito pode monopolizar a CPU

• Podem ocorrer problemas• Exemplo: primeiros sistemas MS-Windows

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Escalonamento Circular ou Round Robin

• Define-se uma unidade de tempo denominada time-slice que corresponde ao tempo limite para uso da CPU.

• Após este tempo ter sido passado, o processo sofre preempção e é colocado no final da fila de pronto.

• A fila de pronto é tratada como uma fila circular (FIFO).

• O escalonador “pega” o primeiro processo da fila de pronto para ser executado e define um tempo de 1 time-slice.

• Se o tempo de execução for maior que 1, o time gera uma interrupção.

• Projetado para sistemas de tempo compartilhado.

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Escalonamento Circular ou Round Robin

Preem p ção po r tem p o

U C P

Estado d eC r ia çã o

Estado d eEsp era

Fila do s pro cesso s n o estad o d e Pron to

Estado d eTérm ino

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Escalonamento por Prioridades

U C P

Estado d eTérm ino

Fila s do s p ro cesso s n o estad o d e Pro n to

Pr io r id ad e P1

Pr io r id ad e P2

Pr io r id ad e Pn


Estado d eEsp era

Preem p ção po r p r io r id ad e

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Escalonamento por Prioridades

• Exemplo

Processo A

Processo B

Processo C

3 13 17 u .t.

ProcessoTem p o d e

p rocessa do r(u .t.)

A

B

C

10

4

3

Pr io r id ad e

2

1

3

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Escalonamento Circular com Prioridades

U C P

Estado d eTérm ino

Fila dos processos n o estad o d e Pron to

Pr io r id ad e P1

Pr io r id ad e P2

Pr io r id ad e Pn


Estado d eEsp era

Preem p ção po r tem p o o u pr io rida de

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Escalonamento por Múltiplas Filas

• Os processos são previamentes divididos em grupos em função do tipo de processamento realizado. Interativo / 1˚ plano (foreground) Batch / 2˚ plano (background) Processo BATCH - É todo aquele que não necessita

de intervenção do usuário, isto é, uma vez iniciado será terminado automaticamente.

• A cada grupo é aplicado um escalonamento adequado.

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Escalonamento por Múltiplas Filas

U C P

Fila de p rocessos d o sistem a

Fila de p rocessos in tera tivos

Fila de p rocessos b a tch

M a io rp rio r id ade

M eno rp rio r id ade

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Escalonamento por Múltiplas Filas com Realimentação

• Os processos não permanecem em uma mesma fila até o término do processamento;

• O SO faz um ajuste dinâmico para ajustar os processos em função do comportamento do sistema.

• Os processos não são previamente associados às filas, mas direcionados pelo sistema entre as diversas filas com base no seu comportamento.

• Parâmetros: Número de filas; Algoritmo de escalonamento para cada fila Método para determinar em que fila um processo

entra.

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