Prozesse

Inhalt Prozesse Was ist ein Prozess? Wie wir er erzeugt? Was sind Threads? Wann nimmt man Threads, wann Prozesse? Prozess-Scheduling und Dispatching Scheduling in Echtzeitsystemen Scheduling in Multiprozessorsystemen R.Brause: Betriebssysteme SS11 - Prozesse

Prozesse Nebenläufigkeit Prozess-Scheduling R.Brause: Betriebssysteme SS11 - Prozesse

Programme und Prozesse Warum Mehrprozessbetrieb? Effiziente Nutzung des Systems Mehrprogrammbetrieb: mehrere Teilnehmer und mehrere Aufgaben am Rechner bzw. Server-Betrieb im Netz Parallelbetrieb: unterschiedliche CPU vs.I/O-Nutzung parallel auszuführender Programme R.Brause: Betriebssysteme SS11 - Prozesse

Prozesse und IO Parallelbetrieb: bessere CPU-Nutzung bei Ein/Ausg. CPU-Idle Diskette Festplatte Drucker Daten lesen Daten lesen Daten lesen Daten lesen Platte lesen Platte schreiben Platte lesen Platte.. Daten drucken Daten drucken Daten drucken ... und noch freie Prozessorkapazität für rechenintensives Programm im Hintergrund R.Brause: Betriebssysteme SS11 - Prozesse

Woraus bestehen Prozesse ? Prozess = Programmdaten + Prozeßkontext Prozess Prozesskontext Daten CPU MMU Register Register Pro- Dateiinfo, gramm Zugriffs- Kernel- rechte stack Stack R.Brause: Betriebssysteme SS11 - Prozesse

Unix Prozesskontext Speicherresidente Prozesskontrollblöcke PCB der Prozesstafel Scheduling-Parameter Speicherreferenzen: Code-, Daten-, Stackadressen im Haupt- bzw. Massenspeicher Signaldaten: Masken, Zustände Verschiedenes: Prozesszustand, erwartetes Ereignis, Timerzustand, PID, PID der Eltern, User/Group-IDs Auslagerbarer Benutzerkontext (swappable user structure) Prozessorzustand: Register, FPU-Register,  Systemaufruf: Parameter, bisherige Ergebnisse,  Datei-Info-Tabelle (file descriptor table) Benutzungsinfo: CPU-Zeit, max. Stackgröße,  Kernel-stack: Platz für Systemaufrufe des Prozesses R.Brause: Betriebssysteme SS11 - Prozesse

Prozesszustände Dispatcheraktionen Prozesse warten ... blockiert i erwarte Signal i term niert nicht-ex erhalte Signal erzeugt bereit nicht-ex. aktiv running Zuteilung Prozesse warten ... auf den Prozessor (bereit) auf eine Nachricht (blockiert) auf ein Zeitsignal (blockiert) auf Daten des I/O-Geräts (blockiert) R.Brause: Betriebssysteme SS11 - Prozesse

Beispiel Unix: Prozesszustände blockiert erzeugt nicht-ex . idle bereit aktiv zombi stop erhalte Signal Zuteilung warte auf Ereignis warte auf Eltern weitermachen terminiert Die Übergänge “Zuteilung”, “warte”, “erhalte” wird durch einen Dispatcher durchgeführt. Die Reihenfolge innerhalb einer Warteschlange wird durch einen Scheduler bestimmt. R.Brause: Betriebssysteme SS11 - Prozesse

Beispiel Prozesserzeugung Ein Programm (Job) kann mehrere Prozesse erzeugen z.B. UNIX shell (Elternprozeß) cat Text1 Text2 Kindsprozess2 | pr Kindsprozess3 | lpr Kindsprozess1 R.Brause: Betriebssysteme SS11 - Prozesse

Beispiel Prozesserzeugung Beispiel shell Pseudocode LOOP Write(prompt); (* tippe z. B. ´>´ *) ReadLine(command, params); (* lese strings, getrennt durch Leertaste *) pid := fork(); (* erzeuge Kopie dieses Prozesses *) IF (pid=0) THEN execve(command,params,0)(* Kind: überlade mit Programm *) ELSE wait() (* Eltern: warte aufs Ende vom Kind *) END; R.Brause: Betriebssysteme SS11 - Prozesse

Unix: Prozesserzeugung Eltern PID = fork() /* PID  0 */ if (PID==0) { ... }; PID = wait(Status) Kind if (PID==0) { exec („program“) ... }; /* PID = = 0 */ exit (Status) }; . . . . . . wait (status) Warten auf ein Signal bzw. Kind, das mit exit() terminiert. Status ist ein pointer zum Returnstatus des Kindes, PID ist die Prozessnummer des Kindes, das den Status zurück gegeben hat. R.Brause: Betriebssysteme SS11 - Prozesse

Windows NT: Thread-Zustände trans erhalte waiting. Signal warte auf Signal erzeugt terminiert nicht-ex. init ready running termin. nicht-ex. Abbruch ausgewählt, dispatch abgebrochen standby In Windows NT werden zwar Prozesse (process objects) erzeugt und verwaltet, aber es müssen nur Unterabteilungen der Prozesse, die Threads (thread objects), laufen oder warten. Die Kontextinformation zum Umschalten ist damit kleiner als bei Prozessen. Der „Transition“-Zustand wird angenommen, wenn zwar das Objekt (object handle), auf das gewartet wird, in den Zustand „signalisiert“ übergegangen ist, aber die Ressourcen des threads (z.B. Seiten des kernel stacks) vor der Ausführung gesammelt werden müssen und er deshalb noch warten muss vor dem Übergang in den ready-Zustand.. Der Zustand standby bedeutet einen Auftrag für den Multiprozessor-dispatcher. Es kann nur max. ein Prozess pro Prozessor in dem Zustand sein. R.Brause: Betriebssysteme SS11 - Prozesse

Windows NT Subsystem-Prozesserzeugung Unix-Prozesserzeugung POSIX : NewPID = fork() LPC-message Win32: NewPIDhandle := NtCreateProcess (Eltern=CurrentPID) SystemCall Einheitliches Prozeßmodell: Alle Subsystem-spezifischen Mechanismen werden auf Basismechanismen von NT abgebildet. WinNT kernel R.Brause: Betriebssysteme SS11 - Prozesse

Frage Welche Prozess-Zustände haben Warteschlangen, welche keine? Antwort: Warteschlangen: bereit, blockiert. Keine Warteschlangen: alle anderen - aktiv, standby, nicht-existent, …. R.Brause: Betriebssysteme SS11 - Prozesse

Nebenläufigkeit Prozess-Scheduling Prozesse R.Brause: Betriebssysteme SS11 - Prozesse

Gemeinsamer Prozeßkontext Threads (Coroutinen) gemeinsamer Prozeßkontext (Speicher-Addressbereich, Dateien (file handles) asynchroner, paralleler, unterschiedlicher Programmverlauf (stack !) Thread 1 Thread 2 Thread 3 Gemeinsamer Prozeßkontext Grundlagen der Programmierung 1 - Prozesse und ihre Synchronisierung

 Nebenläufigkeit gemeinsamer Stack: temp., lokale Variable Methoden local1 1.1 local2 ‘B’ ReturnAdr nach Methode 1 arg1 “Error” 2.25 ‘A’ nach Methode 2 false arg2 183742 3.3  nach Methode n-1 arg 1 1 arg 2 “Hallo” local 1 4.44 local 2 local 3 [2.1, 3.2, 5.0] Methode 1 call return Methode 2 call return  call return Methode n Prozess- StackPointer Grundlagen der Programmierung 1 - Prozesse und ihre Synchronisierung

Nebenläufigkeit Coroutinen und Threads Thread 3 Thread 4 Thread 1 local1 3.3 local2 1 local3 true Thread 4 Thread 1 Stack 3 local1 4.42 local1 1.1 local2 “hallo” Stack 4 Thread 2 Stack 1 local1 2.22 local2 ‘B’ Stack 2 Prozess- StackPointer R.Brause: Betriebssysteme SS11 - Prozesse

Prozess Prozess Nebenläufigkeit Prozesse und Threads “hallo” 1.375498 … 1.1 ‘B’ Return 1 “error” 2.25 ‘A’ PC Dateiinfo, Zugriffs- Kernel- rechte stack CPU Register MMU Methode 1 … Methode 2 main Prozess SP Prozesskontext Speicher RAM Code PC SP 1 SP 2 1.375498 true … 1.1 ‘B’ 2.25 ‘A’ Thread 1 … Thread 2 main Dateiinfo, Zugriffs- Kernel- rechte stack CPU Register MMU Prozess SP R.Brause: Betriebssysteme SS11 - Prozesse

Thread- Typen: lightweight threads kontrolliert vom Benutzerprogramm (z.B. Unix-Bibliothek) Vorteil: sehr schneller thread-Wechsel T1, T2 Nachteil: Blockieren aller threads bei I/O-Warten von einem thread. Prozess T1 T2 Systemaufruf Prozeß- I/O Grundlagen der Programmierung 1 - Prozesse und ihre Synchronisierung

Thread- Typen: heavyweight threads kontrolliert vom Betriebssystem (z.B. Windows NT) Vorteil: Unabhängiger I/O aller threads T1, T2 Nachteil: langsamer BS-Systemaufruf nötig  „fibers“ in Windows NT Prozess T1 T2 Systemaufruf thread I/O thread I/O Grundlagen der Programmierung 1 - Prozesse und ihre Synchronisierung

Wozu gibt es Threads im Unterschied zu Prozessen? Frage Wozu gibt es Threads im Unterschied zu Prozessen? Bitte schreiben Sie einen Satz auf, und geben das Papier Ihrem linken Nachbarn. Antwort Damit unabhängige Teilaufgaben auch unabhängig abgearbeitet werden können, ohne zeitaufwändigen Kontextwechsel Grundlagen der Programmierung 1 - Prozesse und ihre Synchronisierung

Prozess-Scheduling Nebenläufigkeit Prozesse R.Brause: Betriebssysteme SS11 - Prozesse Grundlagen der Programmierung PRG-1 Teil 1 V07

Hier: Nur Kurzzeitschedul ! Prozeßscheduling Vorplanung in verschiedenen Zeitmaßstäben Hier: Nur Kurzzeitschedul ! Ankunft Warteschlange Abgang Prozessor R.Brause: Betriebssysteme SS11 - Prozesse

Prozeßscheduling: Ziele Auslastung der CPU Ziel ist die 100%ige Auslastung der CPU, normal 40%–90%. Durchsatz (throughput) # Jobs pro Zeiteinheit sollte maximal sein. Faire Behandlung (fairness) Jeder Benutzer sollte im Mittel den gleichen CPU-Zeitanteil erhalten. Ausführungszeit (turn­around time) Die Zeitspanne vom Jobbeginn bis zum Jobende sollte sie minimal sein. Sie enthält alle Zeiten in Warteschlangen, der Ausführung (Bedienzeit) und der Ein- und Ausgabe. Wartezeit (waiting time) Wartezeit in der bereit-Liste minimieren (einziger Scheduling-parameter) Antwortzeit (response time) Die Zeit zwischen einer Eingabe und der Übergabe der Antwortdaten an die Ausgabegeräte sollte minimal werden (interaktive Systeme!). R.Brause: Betriebssysteme SS11 - Prozesse

Prozeßscheduling: Konflikte Problem: Ziele sind weder vollständig noch konsistent Prozeßumschaltung (context switch) kostet Zeit. Werden viele kurze Prozesse bevorzugt  Durchsatz, Ausführungszeit, Antwortzeit werden gut, aber die Umschaltzeit verkürzt rel. Zeitanteil für lange Prozesse (fairness!) Erhöhen der Auslastung  Erhöhen der Antwortzeit; Beispiel Autovermietung Werden bestimmte Kunden bevorzugt, müssen andere warten. Sind alle Wagen gut ausgelastet, müssen neue Kunden warten. Es gibt keinen idealen Schedulingalgorithmus ! R.Brause: Betriebssysteme SS11 - Prozesse

Nicht-präemptives Scheduling „Jeder Prozeß läuft so lange, wie er will.“ First Come First Serve (FCFS). Einsortieren in der Ankunftsreihenfolge (FIFO-Warteschlange). Ausführungszeit: Job1=5, Job2=15, Job3=18; Mittelwert=38/3=12,67. Job 1 Job 2 Job 3 5 15 18 Job1=5, Job2=10, Job3=3 Shortest Job First (SJF) Job mit kürzester Bedienzeit zuerst (min. mittl. Wartezeit). Job 3 Job 1 Job 2 0 3 8 18 Ausführungszeit: Job1=18, Job2=8, Job3=3; Mittelwert=29/3=9,67. R.Brause: Betriebssysteme SAusführungszeit: Job1=18, Job2=8, Job3=3; Mittelwert=29/3=9,67.S11 - Prozesse

Beispiele Scheduling Prozesse P1 P2 P3 Priorität 1, 5, 3 Länge 1, 5, 3 Hohe Zahl = hohe Prio Beispiel non-präempt. FIFO Schedul P1, P2, P3, mittl. Bearbeitungszeit: (1 + 6 + 9) : 3 = 5 1/3 5 3 1 Beispiel non-präempt. Prioritätsscheduling Schedul P2, P3, P1 mittl. Bearbeitungszeit: (5 + 8 + 9) : 3 = 7 1/3 5 3 1 R.Brause: Betriebssysteme SS11 - Prozesse

Nicht-präemptives Scheduling Highest Response Ratio Next (HRN) Antwortzeit Bevorzugung min. Bedienzeit, Bedienzeit aber: lange Bedienzeit lange Antwortzeiten hoher Quotient. Vorausgesetzt: gemessene (geschätzte) Werte Priority Scheduling (PS) Priorität Prozeß; Bevorzugung von hoher Priorität. Problem SJF und PS erlauben verhungern (starvation) von benachteiligten Prozessen = max R.Brause: Betriebssysteme SS11 - Prozesse

Präemptives Scheduling Rücksichtslose Prozesse (Benutzer!)  Einführung von „Zeitscheiben“: Prozeß2 Prozeß1 Prozeß3 Zeitscheibe „Jeder Prozeß läuft nur so lange, wie er darf.“ Ankunft Warteschlange Abgang Prozessor Abbruch R.Brause: Betriebssysteme SS11 - Prozesse

Präemptives Scheduling Round Robin (RR) FIFO-Warteschlange Einsortieren in der Ankunftsreihenfolge + Zeitscheibe Zeitscheibengröße T von Umschaltzeit des Kontextes abhängig! Richtwert: T > I/O-burst Intervall von 80% der Jobs Dynamic Priority Round Robin (DPRR) RR + wachsende Prio-Vorstufe Shortest Remaining Time First Job mit kürzester verbleibender Bedienzeit zuerst . R.Brause: Betriebssysteme SS11 - Prozesse

Frage Können Prozesse beim präemptiven Scheduling verhungern ? Antwort: Nein, da auch ihre Zeitscheibe regelmäßig zugeteilt wird. R.Brause: Betriebssysteme SS11 - Prozesse

Beispiele RR-Scheduling Prozesse P1, P2, P3, Schedul: P1, P2, P3 Längen 1, 3, 5, Beispiel: Wechsel nach großen Zeitscheiben = 1 Jobeinheit P1 P2 P3 mittl. Bearbeitungszeit: (1 + 6 + 9) : 3 = 5 1/3 Jobeinheiten Beispiel Wechsel nach jeweils sehr kurzen Zeitscheiben mittl. Bearbeitungszeit: (3 + 7 + 9) : 3 = 6 1/3 Jobeinheiten P1 P2 P3 1 2 R.Brause: Betriebssysteme SS11 - Prozesse

Adaption der Parameter Beispiel: Parameter a eines Prozesses = gewichteter Mittelwert aus dem aktuellen Wert bt und dem früheren Wert a(t-1) a(t) = (1–) a(t-1) +  bt Es ergibt sich hier die Reihe a(0)  b0 a(1) = (1–) b0 + b1 a(2) = (1–)2b0 + (1–) b1 + b2 a(3) = (1–)3b0 + (1–)2b1 + (1–) b2 + b3 ... a(n) = (1–)n b0 + (1–)n–1b1 +...+ (1–)n–i bi +...+ bn Mit 1 schwindet der Einfluß der frühen Messungen exponentiell, der Parameter altert (zeitabhängige pdf). R.Brause: Betriebssysteme SS11 - Prozesse

Multiple Warteschlangen und Scheduler Multiple Warteschlangen für I/O Hauptprozessor I/O Festplatte 1 extra Warteschlange pro Gerät I/O Festplatte 2 . . . I/O Terminals multi level scheduling extra Warteschlange pro Prio Verhungern ? R.Brause: Betriebssysteme SS11 - Prozesse

Multiple Warteschlangen und Scheduler RR-Korrektheit: Kein Verhungern durch feste Reihenfolge multi level scheduling: Kein Verhungern durch zeitl. ansteigende Job-Priorität Round Robin extra Warteschlange pro Prio: Prio 0: Systemprozesse Prio 1: Interaktive Jobs Prio 2: Allgemeine Jobs Prio 3: Rechenintensive Jobs dyn.Prio(t) ++ R.Brause: Betriebssysteme SS11 - Prozesse

Scheduling: Unix Round-Robin, ersetzbar. dyn.Prio, jeweils eine FCFS-Warteschlange pro prio Benutzer: nice-Kommando Umhängen in andere Schlangen bei prio-Erhöhung HP-UX: 0 = hohe prio Prio 0-255 fixe Multi level-Warteschlangen R.Brause: Betriebssysteme SS11 - Prozesse

Scheduling: Windows NT Round-Robin für Threads Non-präemptiv für real time Jobs Vom Scheduling getrenntes dispatching Dyn. Prio, abhängig von Zeit und Liste: erhöht beim Warten, abgesenkt beim Laufen Prozessoraffinitäten Symmetrisches multiprocessing 0 = kleinste prio R.Brause: Betriebssysteme SS11 - Prozesse

Scheduling in Echtzeit- Betriebssystemen

Scheduling in Echtzeitbetriebssystemen Echtzeitbetriebssysteme (real time systems) = ? Soft-Echtzeitsysteme: gewünschte Zeitschranken „Verzögerung ärgerlich, aber Zeitschranke nicht bindend“: Texteingabesysteme, Banken, Behörden ,... Hard-Echtzeitsysteme: verbindliche Zeitschranken Konsequenzen bei Nichterfüllung der Spezifikation: Kontrolle von Kernkraftwerken, Flugzeugen, Fahrzeugen, Produktionsstraßen, ... Typisch: periodisch wiederkehrende, gleiche tasks R.Brause: Betriebssysteme SS11 - Prozesse

Scheduling in Echtzeitbetriebssystemen Beispiel Flugdatenverarbeitung,Tasks für flight-by-wire Beschleunigung (x,y,z) 5 ms Drehungswinkel 40 ms Monitordisplay 100 ms Temperatur 1 s GPS- Position 10 s Scheduling-Strategien = ? R.Brause: Betriebssysteme SS11 - Prozesse

Scheduling in Echtzeitbetriebssystemen Polled Loop Dauerwarten aber: andere Anforderungen Interruptgesteuerte Systeme Prio-gesteuerte ISR aber: Interrupt geringer Prio kann verloren gehen Minimal Deadline First nächste Zeitschranke zuerst aber: gleiche Zeitschranken? Prio? Minimal Processing Time First SJF-Strategie aber: Prio unbeachtet Rate-Monotonic Scheduling (RMS) Task-Frequenz ~ Prio aber: Prioritätsinversion für wichtige Tasks mit geringer Frequenz Foreground-Background Scheduling nützlich vs. notwendig Hintergrundprozesse: Selbsttests, RAM scrabbing, Alarm-Monitore R.Brause: Betriebssysteme SS11 - Prozesse

Scheduling in Echtzeitbetriebssystemen Notwendige, kritische Tasks (z.B. RMS) Nützliche, unkritische Tasks (z.B. Hintergrund) Notwendige, aber unkritische Tasks: Zeitpunkt TS wenn notw. Ressourcen frei, Zeitschranke TD, restl. Bedienzeit TC, Wichtigkeit w Minimum Earliest Start min. TS Minimum Laxity First min. TD - (TS+TC) Kombin. Kriterium 1 min. TD + wTC Kombin. Kriterium 2 min. TD + wTS Simulationsergebnis: Kombin. Kriterium 2 ist am besten! R.Brause: Betriebssysteme SS11 - Prozesse

Scheduling in Echtzeitbetriebssystemen Echtzeitanforderungen: kontrollierte Zeitvergabe! Betriebssysteme Keine swapping-Algorithmen (Prozessauslagerung) Programme Keine automatische Speicherbereinigung Java: garabage collection der JVM abschalten, eigene Heap-Verwaltung einführen R.Brause: Betriebssysteme SS11 - Prozesse

Embedded Systems Unterschiede „normaler“ BS zu eingebetteten Systemen: Eingebettete Systeme haben Kein Dateisystem (nur ROM, EEPROM,..) Keine Angriffe (keine Viren): kein user/kernel mode Kein RAM-Allocation (nur feste Programmlagen) Keine Sicherheitsfunktionen Kein Netzwerk ? … Aber: I/O-System, Dispatcher,… „Abgespecktes“ System ist problematisch bei Erweiterung! R.Brause: Betriebssysteme SS11 - Prozesse

Scheduling in Multiprozessor- systemen

Scheduling in Multiprozessorsystemen Abhängigkeiten zwischen Tasks beachten Beispiel Präzedenzrelationen „>>“ = „direkt davor auszuführen“ A1 >> B1 >> C1 >> A5 >> B3 >> A6 B1 >> B4 >> C3 >> B3 A2 >> A3 >> B4 A3 >> C2 >> B2 >>B3 A4 >> C2 3 5 C 1 A 5 2 4 3 B 6 gerichteter, gewichteter Graph Präzedenzgraph Mengen unabh. Tasks (Stufen) durch Präzedenzpartition R.Brause: Betriebssysteme SS11 - Prozesse

Scheduling in Multiprozessorsystemen Beispiel Gantt-Diagramm, NB:Prozessortyp. Tasks 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 P1 A 1 2 3 4 5 6 P2 B P3 C Takte Kürzeste Ausführungszeit Abhängige Tasks: kritischer Pfad durch Präzedenzgraph Unabhängige Tasks: optimale Aufteilung oder längster Task Topt = max Hier: NB verlängern Minimalzeit (30 statt 43/3  15 Takte) Scheduling-Strategien = ? Bei abhängigen Tasks ist die Mindestlaufzeit durch den kritischen Pfad gegeben. Hierzu bilde man alle Pfade von Anfangsknoten zu Endknoten und addiere die Taskzeiten entlang eines Pfades. Der Pfad mit der größten Summe der Taskzeiten ist der kritische Pfad; kürzer kann die Gesamtausführungszeit nicht werden, egal wieviel Prozessoren eingesetzt werden. Unabhängige Tasks lassen sich auf alle Prozessoren aufteilen, es sei denn, ein Task ist länger als die parallelele Ausführung aller anderen Jobs benötigt. R.Brause: Betriebssysteme SS11 - Prozesse

Scheduling in Multiprozessorsystemen Zerteilung der Taskmenge in Stufen (Präzedenzpartition) Scheduling aller Tasks jeweils einer Stufe, dann die nächste: Earliest Scheduling Task so früh wie möglich abarbeiten. P 1 A B C 5 2 3 4 6 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 Takte R.Brause: Betriebssysteme SS11 - Prozesse

Scheduling in Multiprozessorsystemen Latest Scheduling Lazy evaluation Task so spät wie möglich abarbeiten. P 1 A B C 5 3 6 2 4 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 Takte R.Brause: Betriebssysteme SS11 - Prozesse

Scheduling in Multiprozessorsystemen Speziell: Dual-Prozessorsystem m = 2 Spezialfall: einheitl. Prozeßlänge Wenn optimaler preemptiver Schedul ex. für jede Stufe  ex. opt. Gesamtschedul Allgemeinfall: nicht-einheitl. Prozeßlänge Prozeß = s  VirtProzessEinheiten  Spezialfallbedingungen gegeben mit optimalem Schedul aber: ungerade Prozeßanzahl in einer Stufe  Aufteilung eines Prozesses auf beide Prozessoren R.Brause: Betriebssysteme SS11 - Prozesse

Scheduling in Multiprozessorsystemen List Scheduling Alle Tasks werden mit Prioritäten versehen entweder in eine zentrale bereit-Liste oder in eine zentrale blockiert-Liste gestellt. Alle Prozessoren bedienen sich parallel aus der Liste mit dem Task jeweils höchster Priorität. Ankunft Warteschlange Abgang Prozessor Prozessor Prozessor R.Brause: Betriebssysteme SS11 - Prozesse

Multiprozessorscheduling: Minimalzeit Annahme: Prio-gesteuerte, präzedenzorientierte, zentrale Warteschlange Minimalzeit Tprio für alles = ? Satz: Sei T0 = optimaler Schedul, m Prozessoren Tprio < T0 (2 – 1/m) Aber: Aufheben von Präzedenzbedingungen Verkleinern von Ausführungszeit Erhöhung der Prozessorzahl m‘>m führt nicht automatisch zu kürzerem T !  „Multiprozessoranomalien“ R.Brause: Betriebssysteme SS11 - Prozesse

Multiprozessorlastverteilung Parallel schnellere Programmausführung - wieviel ? speed up =  = 1 + Sequentielle Zeit begrenzt den speed up! Beispiel: 10% seq., 90% par.Code  max. 10-facher speed up Problem: 20 - 80 % Jobzeit sind system calls Also: Besser als asymmetrisches ist symmetrisches Multiprocessing R.Brause: Betriebssysteme SS11 - Prozesse

Stochastisches Scheduling Wann verstopft ein System? Ziel: Analyt. Ausdruck für mittl. Ankunftszeit TJ von Tasks Annahme Je länger der Zeitraum, umso mehr Tasks treffen ein PJ(∆t) ~ ∆t .... Rechnung Ankunftsrate l = 1/TJ Bedienrate m = 1/TB Also: Verstopfung bei m < l = 1/TJ R.Brause: Betriebssysteme SS11 - Prozesse

Stochastisches Scheduling Grenzen der analytischen Rechnung Die Annahme PJ ~ Dt ist nur im Idealfall gültig Ein System besteht aus vielen, abhängigen Warteschlangen Eine Rechnung ist im Netzwerk sehr mühsam bzw. unmöglich Simulationen berücksichtigen auch sich zeitl. ändernden Kontext Konkrete Vorhersagen nur mit Simulationen! R.Brause: Betriebssysteme SS11 - Prozesse