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正文內(nèi)容

計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)修訂版-文庫(kù)吧資料

2025-05-18 16:14本頁(yè)面
  

【正文】 ③④D第三章 處理機(jī)調(diào)度與死鎖 2) 若并發(fā)進(jìn)程 P1和 P2按曲線 ④ 所示的順序推進(jìn) , 它們將進(jìn)入不安全區(qū) D內(nèi) 。 第三章 處理機(jī)調(diào)度與死鎖 2. 成組調(diào)度 (Gang Scheduling) 在成組調(diào)度時(shí) , 如何為應(yīng)用程序分配處理器時(shí)間 , 1) 面向所有應(yīng)用程序平均分配處理器時(shí)間 2) 面向所有線程平均分配處理器時(shí)間 圖 3 10 兩種分配處理器時(shí)間的方法 第三章 處理機(jī)調(diào)度與死鎖 3. 專(zhuān)用處理器分配 (Dedicated Processor Assigement)方式 圖 311 線程數(shù)對(duì)加速比的影響 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 241234567加速比線程數(shù)矩陣相乘FFT0第三章 處理機(jī)調(diào)度與死鎖 產(chǎn)生死鎖的原因和必要條件 產(chǎn)生死鎖的原因 (1) 競(jìng)爭(zhēng)資源。 (2) 低效性。其次 , 只要系統(tǒng)中有任務(wù) , 或者說(shuō)只要公共就緒隊(duì)列不空 ,就不會(huì)出現(xiàn)處理機(jī)空閑的情況 , 也不會(huì)發(fā)生處理器忙閑不均的現(xiàn)象 , 因而有利于提高處理器的利用率 。 在自調(diào)度方式中 , 可采用在單處理機(jī)環(huán)境下所用的調(diào)度算法 , 如先來(lái)先服務(wù) (FCFS)調(diào)度算法 、 最高優(yōu)先權(quán)優(yōu)先(FPF)調(diào)度算法和搶占式最高優(yōu)先權(quán)優(yōu)先調(diào)度算法等 。 它是直接由單處理機(jī)環(huán)境下的調(diào)度方式演變而來(lái)的 。 從機(jī)接收到分配的進(jìn)程后便運(yùn)行該進(jìn)程 , 該進(jìn)程結(jié)束后從機(jī)又向主機(jī)發(fā)出請(qǐng)求 。 每當(dāng)從機(jī)空閑時(shí) , 便向主機(jī)發(fā)送一索求進(jìn)程的信號(hào) , 然后 , 便等待主機(jī)為它分配進(jìn)程 。 在進(jìn)行進(jìn)程分配時(shí) , 可采用以下兩種方式之一 。 在系統(tǒng)中有多種類(lèi)型的處理單元 , 它們的功能和結(jié)構(gòu)各不相同 , 其中只有一個(gè)主處理器 , 有多個(gè)從處理器 。 例如 , IBM公司的 SR/6000 Model F50, 便是利用 4片 Power PC處理器構(gòu)成的 。 第三章 處理機(jī)調(diào)度與死鎖 2. 對(duì)稱(chēng)多處理器系統(tǒng)和非對(duì)稱(chēng)多處理器系統(tǒng) (1) 對(duì)稱(chēng)多處理器系統(tǒng) SMPS(Symmetric MultiProcessor System)。 每臺(tái)計(jì)算機(jī)都有自己的存儲(chǔ)器和 I/O設(shè)備 , 并配置了 OS來(lái)管理本地資源和在本地運(yùn)行的進(jìn)程 。 第三章 處理機(jī)調(diào)度與死鎖 (2) 松散耦合 (Loosely Coupled)MPS。 它們共享主存儲(chǔ)器系統(tǒng)和 I/O設(shè)備 ,并要求將主存儲(chǔ)器劃分為若干個(gè)能獨(dú)立訪問(wèn)的存儲(chǔ)器模塊 ,以便多個(gè)處理機(jī)能同時(shí)對(duì)主存進(jìn)行訪問(wèn) 。 第三章 處理機(jī)調(diào)度與死鎖 圖 39 利用 ELLF算法進(jìn)行調(diào)度的情況 t1A1( 1 0 )10 20 30 40 50 60 80t0t1= 0B1( 2 0 )t2t370A2( 1 0 ) A3( 1 0 ) A4( 1 0 )t4t5t6t7t8B1( 5 ) B2( 1 5 ) B2( 1 0 )第三章 處理機(jī)調(diào)度與死鎖 多處理機(jī)系統(tǒng)中的調(diào)度 多處理器系統(tǒng)的類(lèi)型 (1) 緊密耦合 (Tightly Coupted)MPS。 在 t6=55ms時(shí) , 任務(wù) A尚未進(jìn)入第 4周期 , 而任務(wù) B已進(jìn)入第 2周期 , 故再調(diào)度 B2執(zhí)行 。 在 t4=40 ms時(shí) , A3的松弛度為 10 ms(即 601040), 而 B1的松弛度僅為 5 ms(即 50540), 故又應(yīng)重新調(diào)度 B1執(zhí)行 。 在 t2=10 ms時(shí) , A2的松弛度可按下式算出: A2的松弛度 =必須完成時(shí)間 其本身的運(yùn)行時(shí)間 當(dāng)前時(shí)間 =40 ms10 ms10 ms=20 ms 第三章 處理機(jī)調(diào)度與死鎖 類(lèi)似地 , 可算出 B1的松弛度為 15ms, 故調(diào)度程序應(yīng)選擇 B2運(yùn)行 。 假如在一個(gè)實(shí)時(shí)系統(tǒng)中 , 有兩個(gè)周期性實(shí)時(shí)任務(wù) A和 B, 任務(wù) A要求每 20 ms執(zhí)行一次 , 執(zhí)行時(shí)間為 10 ms;任務(wù) B只要求每 50 ms執(zhí)行一次 ,執(zhí)行時(shí)間為 25 ms。 在實(shí)現(xiàn)該算法時(shí)要求系統(tǒng)中有一個(gè)按松弛度排序的實(shí)時(shí)任務(wù)就緒隊(duì)列 , 松弛度最低的任務(wù)排在隊(duì)列最前面 , 調(diào)度程序總是選擇就緒隊(duì)列中的隊(duì)首任務(wù)執(zhí)行 。 例如 , 一個(gè)任務(wù)在 200ms時(shí)必須完成 ,而它本身所需的運(yùn)行時(shí)間就有 100ms, 因此 , 調(diào)度程序必須在100 ms之前調(diào)度執(zhí)行 , 該任務(wù)的緊急程度 (松弛程度 )為 100 ms。 ( a ) 非搶占輪轉(zhuǎn)調(diào)度當(dāng)前進(jìn)程 實(shí)時(shí)進(jìn)程實(shí)時(shí)進(jìn)程請(qǐng)求調(diào)度實(shí)時(shí)進(jìn)程槍占當(dāng)前進(jìn)程,并立即執(zhí)行( d ) 立即搶占的優(yōu)先權(quán)調(diào)度調(diào)度時(shí)間進(jìn)程 1 進(jìn)程 2實(shí)時(shí)進(jìn)程要求調(diào)度進(jìn)程 n 實(shí)時(shí)進(jìn)程調(diào)度實(shí)時(shí)進(jìn)程運(yùn)行( b ) 非搶占優(yōu)先權(quán)調(diào)度當(dāng)前進(jìn)程 實(shí)時(shí)進(jìn)程實(shí)時(shí)進(jìn)程請(qǐng)求調(diào)度 當(dāng)前進(jìn)程運(yùn)行完成調(diào)度時(shí)間當(dāng)前進(jìn)程實(shí)時(shí)進(jìn)程請(qǐng)求調(diào)度 時(shí)鐘中斷到來(lái)時(shí)調(diào)度時(shí)間( c ) 基于時(shí)鐘中斷搶占的優(yōu)先權(quán)搶占調(diào)度調(diào)度時(shí)間實(shí)時(shí)進(jìn)程圖 36 實(shí)時(shí)進(jìn)程調(diào)度 第三章 處理機(jī)調(diào)度與死鎖 常用的幾種實(shí)時(shí)調(diào)度算法 1. 最早截止時(shí)間優(yōu)先即 EDF(Earliest Deadline First)算法 圖 37 EDF算法用于非搶占調(diào)度方式 1 3 4 2開(kāi)始截止時(shí)間任務(wù)執(zhí)行任務(wù)到達(dá)1 2 3 41 3 4 2t第三章 處理機(jī)調(diào)度與死鎖 2. 最低松弛度優(yōu)先即 LLF(Least Laxity First)算法 該算法是根據(jù)任務(wù)緊急 (或松弛 )的程度 , 來(lái)確定任務(wù)的優(yōu)先級(jí) 。 第三章 處理機(jī)調(diào)度與死鎖 2. 搶占式調(diào)度算法 (1) 基于時(shí)鐘中斷的搶占式優(yōu)先權(quán)調(diào)度算法。 第三章 處理機(jī)調(diào)度與死鎖 實(shí)時(shí)調(diào)度算法的分類(lèi) 1. 非搶占式調(diào)度算法 (1) 非搶占式輪轉(zhuǎn)調(diào)度算法。 在完成任務(wù)調(diào)度后 , 便應(yīng)進(jìn)行任務(wù)切換 。 為使在緊迫的外部事件請(qǐng)求中斷時(shí)系統(tǒng)能及時(shí)響應(yīng) , 要求系統(tǒng)具有快速硬件中斷機(jī)構(gòu) , 還應(yīng)使禁止中斷的時(shí)間間隔盡量短 , 以免耽誤時(shí)機(jī) (其它緊迫任務(wù) )。 但在設(shè)計(jì)這種調(diào)度機(jī)制時(shí) ,應(yīng)使所有的實(shí)時(shí)任務(wù)都比較小 , 并在執(zhí)行完關(guān)鍵性程序和臨界區(qū)后 , 能及時(shí)地將自己阻塞起來(lái) , 以便釋放出處理機(jī) , 供調(diào)度程序去調(diào)度那種開(kāi)始截止時(shí)間即將到達(dá)的任務(wù) 。 但這種調(diào)度機(jī)制比較復(fù)雜 。 解決的方法是提高系統(tǒng)的處理能力 , 其途徑有二:其一仍是采用單處理機(jī)系統(tǒng) , 但須增強(qiáng)其處理能力 , 以顯著地減少對(duì)每一個(gè)任務(wù)的處理時(shí)間;其二是采用多處理機(jī)系統(tǒng) 。假定系統(tǒng)中有 m個(gè)周期性的硬實(shí)時(shí)任務(wù) , 它們的處理時(shí)間可表示為 Ci, 周期時(shí)間表示為 Pi, 則在單處理機(jī)情況下 , 必須滿(mǎn)足下面的限制條件: ???mi iiPC11第三章 處理機(jī)調(diào)度與死鎖 系統(tǒng)才是可調(diào)度的 。 第三章 處理機(jī)調(diào)度與死鎖 2. 系統(tǒng)處理能力強(qiáng) 在實(shí)時(shí)系統(tǒng)中 , 通常都有著多個(gè)實(shí)時(shí)任務(wù) 。 (4) 資源要求。 (2) 開(kāi)始截止時(shí)間和完成截止時(shí)間。 (3) 長(zhǎng)批處理作業(yè)用戶(hù) 。 第三章 處理機(jī)調(diào)度與死鎖 3. 多級(jí)反饋隊(duì)列調(diào)度算法的性能 (1) 終端型作業(yè)用戶(hù) 。 第三章 處理機(jī)調(diào)度與死鎖 (3) 僅當(dāng)?shù)谝魂?duì)列空閑時(shí) , 調(diào)度程序才調(diào)度第二隊(duì)列中的進(jìn)程運(yùn)行; 僅當(dāng)?shù)?1~(i1) 隊(duì)列均空時(shí) , 才會(huì)調(diào)度第 i隊(duì)列中的進(jìn)程運(yùn)行 。 第三章 處理機(jī)調(diào)度與死鎖 圖 35 多級(jí)反饋隊(duì)列調(diào)度算法 就緒隊(duì)列 1就緒隊(duì)列 2就緒隊(duì)列 3就緒隊(duì)列 nS1S2S3至 C P U至 C
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