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Sistemas Operacionais - Aula 8

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Aula 8 - Sistemas Operacionais - Cursos de Sistemas de Informação e Rede de Computadores. Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia (IFRS)

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  • 1. Gerência do processador
  • 2. Funções e escalonamento Vários processadores podem estar em estado de pronto, então critérios devem ser estabelecidos para determinar qual processo será escolhido pelo processador . Assim, existem as políticas de escalonamento que é a base da gerência do processador e da multiprogramação de sistemas operacionais.
  • 3. Funções básicas da política de escalonamento: - ocupar o processador a maior parte do tempo - balancear o uso da CPU entre processos - privilegiar a execução de aplicações críticas - maximizar o throughput do sistema - oferecer tempo de resposta razoáveis nos processos interativos Funções e escalonamento
  • 4. Funções e escalonamento Scheduler (escalonador) rotina do SO responsável por implementar esses critérios da política de escalonamento . Dispatcher responsável pela troca de contexto dos processos depois que o escalonador determina qual processo vai fazer uso do processador. Latência do Dispatcher período de tempo gasto na substituição de um processo em execução por outro.
  • 5. Utilização do processador Desejável que o processador permaneça a maior parte do tempo em estado de ocupado . O ideal é que o processador esteja entre 30% e 90% (nem na faixa de utilização mínima, mas também não tão ata próximo de sua capacidade máxima). Critérios
  • 6. Throughput Representa o número de processos executados em um determinado intervalo de tempo . Quanto maior o throughput, maior o número de tarefas executadas em função do tempo. A maximização do throughput é desejada na maioria dos sistemas. Critérios
  • 7. Tempo de espera Tempo total que um processo permanece na fila de pronto durante seu processamento, no aguardo para ser executado. Redução do tempo de espera geralmente é desejada . Critérios
  • 8. Tempo de Processador ou Tempo de CPU Tempo que o processo leva no estado de execução durante seu processamento. Algoritmos de escalonamento não influenciam, mas sim o código de aplicação e a entrada de dados. Critérios
  • 9. Tempo de Turnaround Tempo do processo desde sua criação até seu término (incluindo todo tempo de espera de alocação de memória, tempo de espera, tempo de processador. Políticas de escalonamento buscam minimizar o tempo de turnaround. Critérios
  • 10. Tempo de resposta Tempo entre a requisição ao sistema ou à aplicação e o instante em que a resposta é exibida . Geralmente não depende da capacidade de processamento do sistema computacional, mas sim pela velocidade dos dispositivos de E/S . Critérios
  • 11.
    • assim...
    • as políticas de escalonamento buscam:
    • otimizar
      • a utilização do processador
      • o throughput
    • diminuir
    • o tempo de turnaround
    • o tempo de espera
    • o tempo de resposta
    Critérios Esses critérios podem entrar em conflito, pois um critério pode ter maior relevância.
  • 12. Ao invés de esperar que um processo libere a CPU, o sistema operacional poderá suspender temporiamente, a qualquer momento, a execução do referido processo para que os outros possam ser executados. Essa intervenção é conhecida como preempção. Preempção
  • 13. Algoritmos preemptivos Se o processo em execução puder perder o processador para outro processo, por algum motivo que não seja o término do seu ciclo de processador. Ex.: Aplicações de tempo real Possibilidade de implementar sistemas que compartilham o processador de maneira mais uniforme. Atualmente maioria dos sistemas são preemptivos. Preempção
  • 14. Algoritmos não-preemptivos O processo em execução só libera o processador por vontade própria ( chamada de sistema ). Ou seja, quando um processo está em execução nenhum evento externo pode ocasionar a perda do uso do processador. Foi o primeiro tipo de escalonamento dos sistemas multiprogramáveis (tipicamente batch). Preempção
  • 15. Algoritmos de escalonamento FIFO (First-in First-out) – Ordem de chegada Algoritmo de implementação mais simples . Estrutura: fila simples Execução: processos são executados na mesma ordem que chegaram na fila . Um processo somente libera o processador quando realizada uma chamada de sistema ou quando ocorre algum tipo de erro na execução.
  • 16. Algoritmos de escalonamento FIFO (First-in First-out) – Ordem de chegada Vantagens: implementação simples e adequado a SO do tipo batch Desvantagem: desempenho . Quando um processo cpu-bound está na fila, todos os processos devem esperar que ele termine seu ciclo de processador e então executar. Problemas: Processos com menor importância ganham prioridade em detrimento de processos prioritários. Processos muito longos ganham frente de processos curtos
  • 17. Tempo de espera para cada processo: P1 = 0; P2 = 24; P3 = 27 Tempo médio de espera: (0 + 24 + 27)/3 = 17 P1 P2 P3 0 24 27 30 Algoritmos de escalonamento FIFO (First-in First-out) – Ordem de chegada
  • 18. Algoritmos de escalonamento SJF (Shortest Job First) – Ciclo de processador menor antes Estrutura: lista ordenada na ordem crescente Execução: O menor tempo médio de espera na fila é obtido quando é selecionado antes o processo cujo próximo ciclo de processador é o menor entre os processos que estão na fila. O SJF privilegia os processos i/o-bound.
  • 19. Algoritmos de escalonamento SJF (Shortest Job First) – Ciclo de processador menor antes Vantagem: desempenho melhor . Desvantagem: implementação . É necessário prever o futuro, pois a duração do próximo ciclo de processador de um processo não é conhecida. Problemas: Como determinar exatamente quanto tempo de execução necessário para cada processo? Nem sempre os processos com menor tempo de execução são os mais prioritários
  • 20. Tempo de espera para cada processo: P1 = 6; P2 = 0; P3 = 3; Tempo médio de espera: (6 + 0 + 3)/3 = 3 P1 P2 P3 0 3 6 30 Algoritmos de escalonamento SJF (Shortest Job First) – Ciclo de processador menor antes

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