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其自身运转必要100ms

发布时间:2019-10-28

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  第三章 处置机的安排和死锁 3.1 处置机安排的根基概念 3.1高、中、低安排 1、高级安排(功课安排、长程安排、采取安排) 将外存功课调入内存,建立PCB等,插入停当队列。 一般用于批处置系统,分/及时系同一般间接入内存,无此环节。 安排特征 1.采取功课数(内存驻留数) 太多――― 周转时间T长 太少――― 系统效率低 2.采取策略:即采用何种安排算法:FCFS、短功课优先等 处置机安排的根基概念(2) 2、初级安排(历程安排,短程安排) 次要是由法式(Dispatcher)处置机。 1.非抢占体例: 简单,及时性差 (如win31) 2.抢占体例 (1)时间片准绳 (2)优先权准绳 (3)短功课优先准绳。 问? 三种安排被激发的事务? 事务的表示体例? 3.1.2安排的队列模子 一、仅有历程安排的队列模子 3.1.2安排的队列模子 二、具有高/初级模子 三、具有安排 3.1.3选择安排体例和算法的若干原则 一、面向用户的原则 1.周转时间短(常用于批处置系统) 概念:功课从提交―― 完成的时间.分为: (1)驻外期待安排时间 (2)驻内期待安排时间 (3)施行时间 (4)堵塞时间 3.1.3选择安排体例和算法的若干原则 一、面向用户的原则 平均周转时间 平均带权 可见带权w越小越好,Ts为现实办事时间。 3.1.3选择安排体例和算法的若干原则 一、面向用户的原则 2.响应时间快:(对交互性功课) 概念:键盘提交请求到初次响应时间 (1)输入传送时间 (2)处置时间 (3)响应传送时间 3.截止时间的(出格于及时系统) 4.优先权原则:(即需要抢占安排) 3.1.3选择安排体例和算法的若干原则 二、面向系统的原则 1.吞吐量高(出格于批处置):单元时间完成功课数 2.处置机操纵率好:(因CPU贵,出格于大中型多用户系统) 3.各类资本的均衡操纵。(?折算尺度) 3.2安排算法——是一个资本分派问题 3.2.1先来先办事和短功课(历程)优先安排算法 1.FCFS 特点:简单,有益于长功课 即CPU忙碌性功课 2.短功课历程优先安排算法:SJ(P)F 提高了平均周转时间和平均带权周转时间(从而提高了系统吞吐量) 特点:对长功课晦气,有可能得不到办事(饥饿) 估量时间不易确定 例 图3.4FCFS和SJF比力 3.2.2高优先权优先安排算法 1.优先权安排算法类型 非抢占式优先权算法 抢占式优先权算法,及时性更好。 2.优先权类型: 1.静态优先权: 历程优先权正在整个运转期不变。 确定优先权根据 (1)历程类型 (2)历程对资本的需求; (3)按照用户需求。 特点:简单,但低优先权功课可能持久不被安排。 3.2.2高优先权优先安排算法(2) 2.动态优先权: 如:优先权随施行时间而下降,随期待时间而升高。 响应比Rp=(期待时间+办事时间)/办事时间 做为优先权 长处:长短兼顾 错误谬误:需计较Rp 3.高响应比优先算法: 特点: 响应比Rp=(tw+ts)/ts (1)短功课RP大。 (2)ts(要求办事时间)不异的历程间相当于FCFS。 (3)长功课期待一段时间仍能获得办事。 3.2.3基于时间片的安排算法 1.时间片 时间片大小简直定 太大:退化为FCFS; 太小:系统开销过大 系统对响应时间的要求;T=nq 停当队列中历程的数目; 系统的处置能力:(应一个时间片处置完常用号令) 3.2.3基于时间片的安排算法 2.多级反馈队列安排 特点:长、短功课兼顾,博电竞竞猜有较好的响应时间 (1)短功课一次完成; (2)中型功课周转时间不长; (3)大型功课不会持久不处置。 3.3及时安排 3.3.1实现及时安排的根基前提 1.供给需要的安排消息 (1)停当时间; (2)起头/完成截止时间; (3)处置时间; (4)资本要求; (5)优先级; 2.系统处置能力强 3.3及时安排 3.3.1实现及时安排的根基前提 3.采用抢占安排体例 体例:一般都采用此 非体例(实现简单):一般应使及时使命较小,以及时放弃CPU。 4.具有快速切换机制 具有快速响应外部中缀能力。 快速使命 3.3.2及时安排算法的分类 1非抢占式安排算法 时间片 秒级 非抢占优先权(协同) 秒~毫秒级 2抢占式安排算法 时钟中缀抢占优先权 毫秒级 基于抢占点抢占 当即抢占immediate preemption 毫秒~微秒级 只需不正在临界区即抢占(中缀激发) 3.3.3常用的几种及时安排算法 1.最早截止时间优先EDF(earliest deadline first)算法 按照使命的截止时间来确定使命的优先级 截止时间越早,优先级越高 能够是抢占式或非抢占式 最早截止时间优先EDF例 2. 最低败坏度优先LLF算法 败坏度: 若A历程需正在200ms时完成,其本身运转需要100ms,当前时辰是10ms,则A的败坏度为:200-100-10=90 次要用于可抢占的安排体例中 例: 最低败坏度优先LLF算法(2) 3.4多处置机系统中的安排 1.慎密耦合MPS和败坏耦合MPS 慎密耦合 共享RAM和I/O 高速总线和交叉开关毗连 败坏耦合 RAM和I/O 通道和通信线.对称多处置器系统和非对称多处置器系统 处置器能否布局不异 3.4.2历程分派体例 1.SMP中历程分派体例 静态分派 动态分派 可防止系统中多个处置器忙闲不均 2.非SMP中历程分派体例 历程安排正在从处置器上施行 有潜正在的不靠得住性 3.4.3历程(线.自安排 各个处置机自行正在停当队列中取使命。 特点;简单,分布式安排,安排算法可采用前述方式,多个CPU操纵率都不错(不会闲) 但: 瓶颈问题,(单队列) 低效性;(需拷贝现场) 线程切换屡次(当线程合做时,各线程并行的前提不容易满脚) 2.成组安排 长处: (1)对彼此合做的进(线)程组安排,能够减小切换,减小系统开销。 (2)每次分派一组CPU,削减了安排频次。 分派时间 (1)面向法式 (2)面向线程:使处置机操纵率更高。 2.成组安排 3.公用处置机分派 引入:多处置机系统,每个处置已不再属贵重资本。 特点:每个进(线)程公用处置机,使其切换小,提高效率。 次要用于大型计较,及时系统 3.5产锁的缘由和需要前提 3.5.1产锁的缘由。 一、合作资本惹起死锁。 1.可(CPU、内存,)和非性(打印机,磁带机)资本 2.合作非性资本——可形成死锁 3.5产锁的缘由和需要前提 3.合作姑且性资本 姑且性资本是指由一个历程发生,被另一个历程利用一段时间后便无用的资本。 二、历程推进挨次不妥惹起死锁。 3.5.2 产锁的需要前提 1.互斥前提(资本的临界性) 2.请乞降连结前提 3.不前提 4.环期待 3.5.3处置死锁的根基方式 1.防止;4个前提之一:无效,使资本操纵率低。 2.避免:防止进入不平安态。 3.检测:检测到死锁再断根。 4.解除:取“检”配套。 3.6 死锁防止和避免 3.6.1 死锁防止 一、互斥前提是资本固有属性,不克不及避免。 二、摒弃请乞降连结前提 全分派,全(AND) 错误谬误:(1)延迟历程运转 (2)资本严沉华侈 三、摒弃“不”前提 添加系统开销,且历程前段工做可能失效。 3.6 死锁防止和避免 3.6.1 死锁防止 四、摒弃“环”前提 有序资本分派法:为资本编号,申请时需按编号进行。 错误谬误: (1)新增资本未便,(原序号已排定) (2)用户不 (3)资本取历程利用挨次分歧形成华侈 3.6.2 系统的平安形态 正在“避免死锁”方式中的判断前提 1. 平安形态 按某种挨次并发历程都能达到获得最大资本而挨次完成的序列为平安序列。 能找到平安序列的形态为平安形态。 3.6.2 系统的平安形态(2) 2.平安形态例 3.6.2 系统的平安形态(3) 3平安——不平安的转换 上例中,若P3再申请一台,则不平安 3.6.3操纵银里手算法避免死锁 1.数据布局 available[j]=k: 系统现有Rj类资本k个; max[i,j]=k: 历程i需要Rj的最大数k个; alloc[i,j]=k: 历程i已获得Rj类资本k个; need[i,j]=k: 历程i需要Rj类资本k个 有:need[i,j]= max[i,j]-alloc[i,j] requesti 历程i请求资本数 worki:历程i施行完后系统应有资本数(也即可用数) finish[i]:布尔量,表历程i可否挨次完成。 3.6.3操纵银里手算法避免死锁 2.银里手算法 3.6.3操纵银里手算法避免死锁 4实例 4实例 4实例 4实例 3.7死锁的检测息争除 3.7.1检测 1.资本分派图 3.7死锁的检测息争除 2.死锁 简化资本分派图 若能完全简化则消去所有的边。 :死锁形态的充实前提,资本分派图不成完全简化 3.检测死锁的算法: 3.7死锁的检测息争除 解除 检测到死锁后,回退到上一形态(要进行资本,且需保留以前形态的分派消息),从头分派,若不可,继续回退……, 1/2 1/2 时间 空闲 线 空闲 线 空闲 线 线 使用法式B 使用法式A 华侈37.5% 1/5 4/5 时间 空闲 线 空闲 线 空闲 线 线 使用法式B 使用法式A 华侈15% p1 p2 R1 R2 2 1 3 D P2Req(R2) P2Req(R1) P1Req(R1) P1Req(R2) P2Rel(R2) P2Rel(R1) P1Rel(R1) P1Rel(R2) 4 2 9 P3 2 4 P2 3 5 10 P1 可用 已分派 最大需求 历程 平安序列:p2?p1?p3 3 9 P3 2 4 P2 2 5 10 P1 可用 已分派 最大需求 历程 reqi=needi error reqi=availi block avail=avail-reqi alloci=alloci+reqi needi=needi-reqi finish[i]=.F. needi=work work=work+alloci finish[i]=.T. 4 3 1 0 0 2 4 3 3 p4 0 1 1 2 1 1 2 2 2 p3 6 0 0 3 0 2 9 0 2 p2 1 2 2 (0 2 0) 2 0 0 (3 0 2) 3 2 2 p1 3 3 2 (2 3 0) 7 4 3 0 1 0 7 5 3 p0 Available A B C Need A B C Allocation A B C Max A B C T0时辰的资本分派表 10 5 7 10 4 7 7 4 5 7 4 3 5 3 2 Work+alloc A B C 0 1 0 3 0 2 0 0 2 2 1 1 2 0 0 Alloc A B C true true true true true Finish 7 4 3 10 4 7 p0 6 0 0 7 4 5 p2 4 3 1 7 4 3 p4 0 1 1 5 3 2 p3 1 2 2 3 3 2 p1 Need A B C Work A B C T0时辰的平安序列 10 5 7 7 5 5 7 4 5 7 4 3 5 3 2 Work+alloc A B C 3 0 2 0 1 0 0 0 2 2 1 1 3 0 2 Alloc A B C true true true true true Finish 6 0 0 7 5 5 p2 7 4 3 7 4 5 p0 4 3 1 7 4 3 p4 0 1 1 5 3 2 p3 0 2 0 2 3 0 p1 Need A B C Work A B C P1申请资本(1,0,2)时平安性查抄(平安) 4 3 1 0 0 2 p4 0 1 1 2 1 1 p3 6 0 0 3 0 2 p2 0 2 0 3 0 2 p1 2 1 0 7 2 3 0 3 0 p0 Available A B C Need A B C Allocation A B C 为P0分派(0,2,0)后的环境(不平安) p1 p2 处置机安排取死锁 3、中级安排(中程) 为提高系统吞吐量和内存操纵率而引入的一内------外存对调功能(换出时,历程为挂起或停当驻外形态) 运转频次:低中高。 停当队列 CPU 堵塞队列 交互用户 时间片完 历程安排 历程完成 期待事务 事务呈现 停当队列 CPU 堵塞队列 时间片完 历程安排 历程完成 期待事务1 事务1呈现 后备队列 堵塞队列 期待事务2 事务2呈现 功课安排 停当队列 CPU 停当、挂起队列 时间片完 历程安排 历程完成 后备队列 堵塞、挂起队列 事务呈现 功课安排 堵塞队列 期待事务 挂起 事务呈现 中级安排 交互型功课 1.99 199 202 102 100 3 D 100 100 102 101 1 2 C 1 100 101 1 100 1 B 1 1 1 0 1 0 A 带权周转时间 周转时间 完成时间 起头施行时间 办事时间 达到时间 历程名 2.1 1 2.67 3.1 1.5 2.25 带权周转时间 8 4 8 16 3 9 周转时间 4 9 18 6 13 完成时间 SJF 2.8 1 2 2 5.5 3.5 带权周转时间 9 4 6 10 11 14 周转时间 4 7 12 14 18 完成时间 FCFS 4 3 5 2 4 办事时间 0 1 2 3 4 达到时间 平均 A B C D E 历程名 停当队列1 至CPU S1 停当队列2 S2 至CPU 停当队列3 S3 至CPU 停当队列n Sn 至CPU 时间片:S1S2S3 图3-5多级队列反馈安排算法 Ci为处置时间,Pi为周期时间(基于周期性及时使命) 历程1 历程2 历程n 及时历程 安排时间 及时历程要求安排 安排及时历程运转 a 非抢占安排 当前历程 及时历程 及时历程要求安排 当前历程运转完成 b 非抢占优先权安排 安排时间 c 基于时钟中缀抢占的优先权抢占安排 当前历程 及时历程 及时历程要求安排 抢占时辰(其它中缀) b 当即抢占优先权安排 当前历程 及时历程 及时历程要求安排 时钟中缀达到时 安排时间 安排时间 1 3 4 2 1 3 4 2 1 2 3 4 t 起头截止时间 使命达到 使命施行 图3-7 EDF算法用于非抢占安排体例 A1 A2 A3 A4 A5 A6 A7 A8 B1 B2 B3 0 20 40 60 80 100 120 140 160 t 图3-8 A/B使命每次必需完成的时间 A1(10) A2(10) A3(10) A4(10) t 0 10 20 30 40 50 60 70 80 t1=0 B1(20) B1(5) B2(15) B2(10) t1 t2 t3 t4 t5 t6 t7 t8 * *