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¿Qué proceso es el siguiente a ejecutar?¿Qué procesos han ido terminando?¿Qué eventos ocurrieron que hacen que cambien deestado?Solicitudes (y respuestas) de E/SSwap de/a disco¿Cual es el siguiente proceso al que le toca atención delCPU?¿Y por cuánto tiempo?
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IntroducciónMétricas
Algoritmos de planificaciónEsquemas híbridos y prioridades externas
Planificación de procesos: Algoritmos deplanificación
Gunnar Wolf
Facultad de Ingeniería, UNAMInstituto de Investigaciones Económicas, UNAM
Gunnar Wolf Planificación de procesos: Algoritmos de planificación
IntroducciónMétricas
Algoritmos de planificaciónEsquemas híbridos y prioridades externas
Índice
1 Introducción
2 Métricas
3 Algoritmos de planificación
4 Esquemas híbridos y prioridades externas
Gunnar Wolf Planificación de procesos: Algoritmos de planificación
IntroducciónMétricas
Algoritmos de planificaciónEsquemas híbridos y prioridades externas
Referencia para esta sección
Buena parte del material de esta unidad toma por referencia alcapítulo 2 de An operating systems vade mecum (Raphael
Finkel, 1988), disponible para su descarga en el sitio Web delautor.
Gunnar Wolf Planificación de procesos: Algoritmos de planificación
IntroducciónMétricas
Algoritmos de planificaciónEsquemas híbridos y prioridades externas
Principal decisión en un sistema multitareas
¿Qué proceso es el siguiente a ejecutar?¿Qué procesos han ido terminando?
¿Qué eventos ocurrieron que hacen que cambien deestado?
Solicitudes (y respuestas) de E/SSwap de/a disco
¿Cual es el siguiente proceso al que le toca atención delCPU?
¿Y por cuánto tiempo?
Vemos que hay tres tipos muy distintos de planificación.
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Algoritmos de planificaciónEsquemas híbridos y prioridades externas
Planificador a largo plazo
Cual es el siguiente proceso a ser iniciadoPrincipalmente orientado a la operación en lotes
Principalmente a los sistemas con spoolTambién presente en la multiprogramación temprana
Decide en base a los requisitos pre-declarados de losprocesos, y a los recursos disponibles al ejecutarsePeriodicidad: segundos a horasHoy en día no se emplean
El usuario indica expresamente qué procesos iniciarPodría verse a los programas como cron, at, o enWindows al Planificador de procesos como cubriendo esterol
Aunque son procesos plenamente en espacio de usuario
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Algoritmos de planificaciónEsquemas híbridos y prioridades externas
Planificador a largo plazo
Figura: Planificador a largo plazo
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Algoritmos de planificaciónEsquemas híbridos y prioridades externas
Planificador a mediano plazo
Cuáles procesos hay que bloquearPor escasez/saturación de algún recurso (p.ej.almacenamiento primario)Por haber iniciado una operación que no puedesatisfacerse aún
Cuáles procesos hay que desbloquearA la espera de algún dispositivoFueron enviados a swap, pero ya requieren o merecenejecutarse
Frecuentemente llamado agendador (scheduler)
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Algoritmos de planificaciónEsquemas híbridos y prioridades externas
Planificador a mediano plazo
Figura: Planificador a mediano plazo, o agendador
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Algoritmos de planificaciónEsquemas híbridos y prioridades externas
Planificador a corto plazo
Cómo compartir momento a momento al CPU entretodos los procesosSe efectúa decenas de veces por segundo
Debe ser simple, eficiente y rápidoSe encarga de planificar los procesos listos para ejecución
Estados listo y ejecutando
Frecuentemente llamado despachador (dispatcher)
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Algoritmos de planificaciónEsquemas híbridos y prioridades externas
Planificador a corto plazo
Figura: Planificador a corto plazo, o despachador
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Tipo de planificador según transición
Figura: Diagrama de transición entre losestados de un proceso
Largo plazo:AdmitirMediano plazo:Ocurrió evento,Esperar eventoCorto plazo:Activar ejecución,Tiempo terminado
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Algoritmos de planificaciónEsquemas híbridos y prioridades externas
El enfoque de esta unidad
En esta unidad hablaremos particularmente del planificador acorto plazo
Cuando un proceso es suspendido (o bloqueado) yposteriormente reactivado, lo trataremos como un proceso
nuevo.
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Tipos de proceso
Diversos procesos tienen distintas característicasAlternan entre ráfagas (bursts)
Limitado por CPULimitado por E/S
Cuando termina una ráfaga limitada por CPU y sesuspende esperando E/S, deja de estar listo y sale de lavista del despachadorEsto nos lleva a separar los procesos en. . .
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Tipos de proceso
Ojo: ¡Un poco contraintuitivo!
Largos Han estado listos o en ejecución por muchotiempo
Esto es, están en una ráfaga limitada porCPU
Cortos En este momento están en una ráfaga limitadapor E/S
Requieren atención meramente ocasional delprocesadorTienden a estar bloqueados, esperando aeventos
Como buena parte de los procesosinteractivosGunnar Wolf Planificación de procesos: Algoritmos de planificación
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Algoritmos de planificaciónEsquemas híbridos y prioridades externas
Índice
1 Introducción
2 Métricas
3 Algoritmos de planificación
4 Esquemas híbridos y prioridades externas
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Unidades a manejar
Para hablar de planificación del procesador, no vamos amanejar tiempos estándar (s, ms, ns), sino que:
Tick Un tiempo mínimo dado durante el cual se puederealizar trabajo útil. Medida caprichosa yarbitraria.
En Windows, un tick dura entre 10 y 15 ms.En Linux (2.6.8 en adelante), dura 1 ms.
Quantum Tiempo mínimo, expresado en ticks, que sepermitirá a un proceso el uso del procesador.
En Windows, 2 a 12 ticks (esto es, 20 a180ms).En Linux, 10 a 200 ticks (10 a 200ms)
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¿Qué es mejor?
No hay un sólo criterio para definir qué es una mejorrespuestaEl patrón correcto varía según el propósito del sistemaUn proceso interactivo sufre si el tiempo de respuestaincrementa, aunque pueda procesar por más tiempocorrido
En caso de sufrir demoras, debemos intentar que seanconsistentes, aunque el tiempo promedio resultedeterioradoEs mejor saber que el sistema siempre tardará 0.5s enresponder a mis necesidades a que unas veces respondade inmediato y otras tarde 3s.
¿O no?
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¿Qué es mejor?
No hay un sólo criterio para definir qué es una mejorrespuestaEl patrón correcto varía según el propósito del sistemaUn proceso interactivo sufre si el tiempo de respuestaincrementa, aunque pueda procesar por más tiempocorrido
En caso de sufrir demoras, debemos intentar que seanconsistentes, aunque el tiempo promedio resultedeterioradoEs mejor saber que el sistema siempre tardará 0.5s enresponder a mis necesidades a que unas veces respondade inmediato y otras tarde 3s.
¿O no?
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¿Qué métricas compararemos?
Para un proceso p que requiere ejecutarse por tiempo t,
Tiempo de respuesta (T ) Tiempo total que toma el trabajo.Incluye el tiempo que pasó inactivo (pero listo).
Tiempo en espera (E ) De T , cuánto tiempo está esperandoejecutar. (Tiempo perdido)
E = T − t; Idealmente, para p, Ep → 0Proporción de penalización (P) Fracción del tiempo de
respuesta durante la cual p estuvo en espera.P = T
tProporción de respuesta (R) Fracción del tiempo de respuesta
durante la cual p pudo ejecutarse.R = t
T ; R = 1P
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Además de los anteriores, para el sistema. . .
Tiempo núcleo o kernel Tiempo que pasa el sistema enespacio de núcleo
Tiempo desocupado (idle) Tiempo en que la cola de procesoslistos está vacía y no puede realizarse ningúntrabajo.
El sistema operativo aprovecha este tiempopara realizar tareas de mantenimiento
Utilización del CPU Porcentaje del tiempo en que el CPU estárealizando trabajo útil.
Conceptualmente, entre 0 y 100%En realidad, en un rango entre 40 y el 90%.
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Por ejemplo. . .
Los siguientes procesos forman la cola de procesos listos:
Proceso Ticks LlegadaA 7 0B 3 2C 12 6D 4 20
Toma 1 tick realizar un cambio de contexto; cada quantum esde 5 ticks, y tenemos un ordenamiento de ronda1
1Que pronto describiremosGunnar Wolf Planificación de procesos: Algoritmos de planificación
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Precisiones sobre el ejemplo
Nuestro ejemplo no es realista
¡El cambio de contexto propuesto esdesproporcionadamente largo! (sólo para ejemplificar)Consideraremos al tiempo núcleo como si fuera unproceso más
Midiendo como si iniciara y terminara junto con losdemásNormalmente el tiempo núcleo no se cuenta, es tomadopor burocracia
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Graficando nuestro ejemplo
Figura: Ejecución de cuatro procesos con quantums de 5 ticks ycambios de contexto de 1 tick
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Resolviendo nuestro ejemplo
Proceso t T E P RA 7B 3C 12D 4Promedio útilNúcleo 6Promedio total
Tiempo kernelTiempo desocupadoUtilización del CPU
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Resultado de nuestro ejemplo
Proceso t T E P RA 7 18 11 2.57 0.389B 3 7 4 2.33 0.429C 12 26 14 2.17 0.462D 4 9 5 2.25 0.444Promedio útil 6.5 15 8.50 2.31 0.433Núcleo 6 32 26 5.33 0.188Promedio total 6.4 18.4 12.00 2.88 0.348
Tiempo kernel 14 ticksTiempo desocupado 0 ticksUtilización del CPU 26 ticks
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Frecuencias
Respecto al patrón de llegadas y salidas de procesos a la colade procesos listos:
α Frecuencia de llegada promedioβ Tiempo de servicio requerido promedioρ Valor de saturación, ρ = α
β
Esto significa:
ρ = 0 Nunca llegan procesos nuevos; el sistema estarádesocupado
ρ = 1 Los procesos salen al mismo ritmo al que entranρ > 1 Los procesos llegan más rápido de lo que puede
ser atendidos. La cola de procesos listos tiende acrecer. R disminuye para todos.
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Índice
1 Introducción
2 Métricas
3 Algoritmos de planificación
4 Esquemas híbridos y prioridades externas
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Algoritmos de planificaciónEsquemas híbridos y prioridades externas
¿Cuándo se ejecuta el despachador?
Cuando un proceso:
1 Pasa de ejecutando a en esperap.ej. por solicitar E/S, sincronización con otro proceso,ceder el paso (yield)
2 Pasa de ejecutando a listop.ej. al ocurrir una interrupción
3 Deja de estar en espera para estar listop.ej. cuando finaliza la operación E/S que solicitó
4 Pasa de ejecutando a terminadoCuando finaliza su ejecución
Para la multitarea cooperativa, podrían ser sólo 1 y 4.
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Nuestros procesos base
Para presentar los diferentes algoritmos, usarmos la siguientetabla de procesos:
Tiempo de TiempoProceso llegada requerido
(t)A 0 3B 1 5C 3 2D 9 5E 12 5Promedio 4
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Primero llegado, primero servido (FCFS)
First Come, First Serve.También referido como FIFO (First In, First Out)
El esquema más simple de planificaciónApto para multitarea cooperativaCada proceso se ejecuta en órden de llegadaHasta que suelta el control
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Primero llegado, primero servido (FCFS)
Figura: Primero llegado, primero servido (FCFS)
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Primero llegado, primero servido (FCFS)
Proceso Inicio Fin T E PA 0 3 3 0 1B 3 8 7 2 1.4C 8 10 7 5 3.5D 10 15 6 1 1.2E 15 20 8 3 1.6Promedio 6.2 2.2 1.74
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Primero llegado, primero servido (FCFS)
La sobrecarga administrativa es mínimaEl algoritmo es extremadamente simple: una cola FIFOEfectúa el mínimo posible de cambios de contextoNo requiere hardware de apoyo (temporizador /interrupciones)→ Principio de histéresis (Finkel): “Hay que resistirse alcambio”
El rendimiento percibido por los últimos procesosdisminuye
Los procesos cortos pueden esperardesproporcionadamente mucho tiempoLa demora aumenta fuertemente conforme crece ρ
Tendencia a la inanición cuando ρ ≥ 1
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Ronda (Round Robin)
Busca dar buena respuesta tanto a procesos cortos comolargosRequiere multitarea preventivaEjecutamos cada proceso por un quantum
Si no terminó su ejecución, se interrumpe y coloca devuelta al final de la colaLos procesos nuevos se forman también al final de estamisma cola
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Ronda (Round Robin)
Figura: Ronda (Round Robin)
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Ronda (Round Robin)
Proceso Inicio Fin T E PA 0 6 6 3 2.0B 1 11 10 5 2.0C 4 8 5 3 2.5D 9 18 9 4 1.8E 12 20 8 3 1.6Promedio 7.6 3.6 1.98
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Ronda (Round Robin)
Alta frecuencia de cambios de contextoA pesar de que el algoritmo es simple, la sobrecargaadministrativa (burocracia) es alta
Puede modificarse incrementando el quantumReduce la frecuencia de cambios de contextoPara valores grandes de q, tiende a convertirse en FCFS
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Ronda (Round Robin) con q = 4
Figura: Ronda (Round Robin), con q = 4
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Ronda (Round Robin) con q = 4
Proceso Inicio Fin T E PA 0 3 3 0 1.0B 3 10 9 4 1.8C 7 9 6 4 3.0D 10 19 10 5 2.0E 14 20 8 3 1.6Promedio 7.2 3.2 1.88
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El proceso más corto a continuación (SPN)
Shortest Process NextMultitarea cooperativaPero requerimos un algoritmo más justo que FCFSSabemos cuánto tiempo va a requerir cada proceso
No por magia: Podemos estimar / predecir basados en suhistoria
Recuerden: Un proceso puede entrar y salir del ámbitodel despachador
SPN puede mantener la contabilidad de los procesosincluso tras entregarlos de vuelta al agendador
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El proceso más corto a continuación (SPN)
Shortest Process NextMultitarea cooperativaPero requerimos un algoritmo más justo que FCFSSabemos cuánto tiempo va a requerir cada proceso
No por magia: Podemos estimar / predecir basados en suhistoria
Recuerden: Un proceso puede entrar y salir del ámbitodel despachador
SPN puede mantener la contabilidad de los procesosincluso tras entregarlos de vuelta al agendador
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SPN con tiempos declarados
Hace años, podía esperarse que los usuarios proporcionaran unestimado de sus tiempos de ejecución:
En un sistema que da alta prioridad a los procesos conestimación de tiempo corta, la política normal es terminaraquellos procesos que excedan sus límites estimados; deotro modo, los usuarios pronto arruinarían el esquema.En este caso, la mayoría de usuarios prefieren hacerpredicciones conservadoras. Morris (1967) encuentra quelos usuarios sobre-estimaron sus requisitos dealmacenamiento por 50%, y dice que “las estimacionesen tiempo de procesamiento son mucho peores”
–Per Brinch Hansen, 1973
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Estimando para SPN: Promedio exponencial
Es común emplear un promedio exponencial para estimar lasiguiente demanda de tiempo de p: Si en su última invocación
empleó q quantums,e ′p = fep + (1− f )q
Donde 0 ≤ f ≤ 1 es el factor atenuante, determinando quétan reactivo será el promedio a cada cambio.
Es común que f ≈ 0,9
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Estimando para SPN: Promedio exponencial
Figura: Predicción de próxima solicitud de tiempo de un procesobasado en su historia.
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El proceso más corto a continuación (SPN)
Figura: El proceso más corto a continuación (SPN)
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El proceso más corto a continuación (SPN)
Proceso Inicio Fin T E PA 0 3 3 0 1.0B 5 10 9 4 1.8C 3 5 2 0 1.0D 10 15 6 1 1.2E 15 20 8 3 1.6Promedio 5.6 1.6 1.32
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El proceso más corto a continuación (SPN)
Obviamente, SPN favorece a los procesos cortosUn proceso largo puede esperar mucho tiempo antes deser atendidoCon ρ alto, los procesos largos sufren inanición
Con una cola de procesos listos chica, el resultado essimilar a FCFS
Pero vimos que una sóla permutación entre el órden deB y C redujo fuertemtente los factores de penalización
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Variaciones sobre SPN: SPN preventivo (PSPN)
Emplea la estrategia de SPN, pero interrumpe cadaquantumFinkel observa que la penalización a procesos largos no esmucho peor que la de la rondaMantiene mejores promedios, porque los procesos cortossalen más temprano de la cola.
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Variaciones sobre SPN: El más penalizado acontinuación (HPRN)
Highest Penalty Ratio NextMultitarea cooperativa
Las alternativas (FCFS y SPN) parecen injustas paramuchos proesosBusca otorgar un mejor balance
Todos los procesos incian con un valor de penalizaciónP = 1Cada vez que un proceso es obligado a esperar un tiempow por otro, P = w+t
t (acumulando w)Se elige el proceso cuyo valor de P sea mayor
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El más penalizado a continuación (HPRN)
Mientras ρ < 1, HPRN evita inanición incluso en procesoslargosFinkel apunta que, ante la experimentación, HPRN seubica siempre entre FCFS y SPNPrincipal desventaja: Es un algoritmo caro
Cuando hay muchos procesos en la cola, P tiene quecalcularse para todos ellos a cada invocación deldespachador
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Mecanismos con múltiples colas
Hasta ahora, se evalúa cómo ordenar los procesos en lacola única de procesos listosDar trato diferenciado a procesos con perfiles distintos escomplicado. . . ¿Y si montamos distintas colas de procesos listos?
Asignando determinado patrón de comportamiento a lamigración de una cola a otraDando un trato diferenciado a los procesos de distintascolas
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Mecanismos con múltiples colas
Figura: Representación de un sistema con cinco colas de prioridad ysiete procesos listos
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Retroalimentación multinivel (FB)
Multilevel FeedbackMultitarea preventivaSe crea no una, sino varias colas de procesos listos
Cada cola con un distinto nivel de prioridad, CP
El despachador toma el proceso al frente de la cola demás prioridadTras n ejecuciones, el proceso es degradado a CP+1
Favorece a los procesos cortosTerminan su trabajo sin ser marcados como de prioridadinferior
El algoritmo es baratoSólo hay que actualizar a un proceso a cada ejecución, yevaluar un número limitado de colas
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Retroalimentación multinivel (FB)
Figura: Retroalimentación multinivel (FB) básica. En la líneasuperior al proceso se muestra la cola antes del quantum en que seejecuta.
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Retroalimentación multinivel (FB)
Fenómenos observados:
Al tick 8, 10, 11, 13, 14, el despachador interrumpe al procesoactivo y lo vuelve a programar
En una implementación ingenua, esto causa un cambio decontexto
Burocracia innecesaria
¿Puede prevenirse esta interrupción?
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Retroalimentación multinivel (FB)
Proceso Inicio Fin T E PA 0 7 7 4 1.7B 1 18 17 12 3.4C 3 6 3 1 1.5D 9 19 10 5 2.0E 12 20 8 3 1.6Promedio 9 5 2.04
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Retroalimentación multinivel (FB)
¡Pero todos los números apuntan a que es una peorestrategia que las anteriores!Los únicos beneficiados son los recién llegados
Entran a la cola de mayor prioridadUn proceso largo, a mayor ρ, enfrenta inanición
El rendimiento del algoritmo puede ajustarse con dosvariables básicas:
n Cuántas ejecuciones para ser degradado aCP+1
Q Duración del quantum de las siguientes colasVeamos cómo se comporta cuando:
Mantenemos n = 1Q = 2nq (donde q es la duración del quantum base)
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Retroalimentación multinivel (FB)
Figura: Retroalimentación multinivel (FB) con Q exponencial
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Retroalimentación multinivel (FB)
Fenómenos observados:
Aunque FB favorece a los procesos recién llegados, al tick3, 9 y 10 los procesos que llegan son puestos en espera
Llegaron a la mitad del quantum largo de otro proceso
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Retroalimentación multinivel (FB)
Proceso Inicio Fin T E PA 0 4 4 1 1.3B 1 10 9 4 1.8C 4 8 5 3 2.5D 10 18 9 4 1.8E 13 20 8 3 1.6Promedio 7 3 1.8
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Retroalimentación multinivel (FB)
Con Q exponencial, los promedios resultan inclusomejores que ronda
Típicamente los incrementos son más suaves — Q = nqo incluso q = q log(n)Un proceso largo con Q exponencial puede causarinanición por largo tiempo
Para evitar la inanición ante un ρ alto, puede considerarsela retroalimentación en sentido inverso
Si un proceso largo es degradado a CP y pasa demasiadotiempo sin ejecutarse, promoverlo de vuelta a CP−1
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Retroalimentación multinivel (FB)
El mecanismo es muy flexible, y permite muchas mejoríassimplesHoy en día es empleado por muchos de los principalessistemas operativos
FreeBSD, Linux (pre-2.6), MacOS X, NetBSD, Solaris,Windows (2000 en adelante) (ref: Wikipedia “Schedulingalgorithm”)Con diferentes parámetros y prioridades
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Ronda egoísta (SRR)
Selfish Round RobinMultitarea preventivaFavorece a los proesos que ya llevan tiempo ejecutandosobre los recién llegados
Un proeso nuevo se forma en la cola de procesos nuevos,el despachador avanza sólo sobre los procesos aceptados
Parámetros ajustables:a Ritmo de incremento de prioridad deprocesos aceptados
b Ritmo de incremento de prioridad deprocesos nuevos
Cuando la prioridad de un proceso nuevo alcanza a la deuno aceptado, éste se acepta.
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Ronda egoísta (SRR)
Figura: Ronda egoísta (SRR) con a = 2 y b = 1
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Ronda egoísta (SRR)
Proceso Inicio Fin T E PA 0 4 4 1 1.3B 2 10 9 4 1.8C 6 9 6 4 3.0D 10 15 6 1 1.2E 15 20 8 3 1.6Promedio 6.6 2.6 1.79
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Algoritmos de planificaciónEsquemas híbridos y prioridades externas
Ronda egoísta (SRR)
Mientras ba < 1:
Los procesos nuevos serán aceptados eventualmenteSi el control va alternando entre dos procesos, suprioridad se mantendrá igual, y serán despachados porronda simple
Si ba ≥ 1, el proceso en ejecución terminará antes de que
se acepte el nuevo → Tiende a FCFSSi b
a = 0 (esto es, si b = 0)Los procesos recién llegados son aceptadosinmediatamente → Tiende a ronda
Si 0 < ba < 1, la ronda es relativamente egoísta
Se da entrada a procesos nuevosIncluso si hay procesos muy largos ejecutando
Gunnar Wolf Planificación de procesos: Algoritmos de planificación
IntroducciónMétricas
Algoritmos de planificaciónEsquemas híbridos y prioridades externas
Clasificando a los distintos esquemas
Los siete algoritmos presentados pueden caracterizarse sobredos descriptores primarios
Tipo de multitarea si el esquema está planteado para operarbajo multitarea preventiva o cooperativa
Emplea información intrínseca Si, para tomar cada decsión deplanificación, emplean información propia(intrínseca) a los procesos evaluados, o no —Esto es, si el historial de ejecución de un procesotiene impacto en cómo será planificado a futuro.
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Clasificando a los distintos esquemas
Cuadro: Caracterización de los mecanismos de planificación a cortoplazo
No considera Consideraintrínseca intrínseca
Cooperativa Primero llegado Proceso másprimero servido corto (SPN),(FCFS) Proceso más
penalizado (HPRN)Preventiva Ronda (RR) Proceso más corto
preventivo (PSPN),Retroalimentación (FB),Ronda egoísta (SRR)
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Algoritmos de planificaciónEsquemas híbridos y prioridades externas
Índice
1 Introducción
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3 Algoritmos de planificación
4 Esquemas híbridos y prioridades externas
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Algoritmos de planificaciónEsquemas híbridos y prioridades externas
Esquemas híbridos
Los esquemas de planificación empleados normalmenteusan mezclas de los algoritmos presentadosPermite emplear el algoritmo que más ventajas presenteante una situación dada
Y evitar algunas de sus deficiencias
Gunnar Wolf Planificación de procesos: Algoritmos de planificación
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Esquemas híbridos: Algoritmo por cola en FB
Manejamos varias colas en un esquema FBCada cola usa internamente un algoritmo distinto paraelegir el proceso que está a la cabeza. Algunas ideas comoejemplo:
Una cola bajo PSPN: Empuja a los procesos más largoshacia colas que sean interrumpidas con menor frecuenciaEmplear SRR para las colas de menor prioridad
Sus procesos ya esperaron mucho para tener respuesta;cuando obtienen el procesador, avanzan lo máságilmente posiblePero no obstaculizan a los procesos cortos que vanllegando
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Esquemas híbridos: Dependientes del estado delsistema
Podemos considerar también información extrínseca paradespachar
Información externa al estado y ejecución de cada uno delos procesosInformación dependiente del estado del sistema, del tipode usuario, etc.
A continuación, algunos ejemplos
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Preventiva o cooperativa, dependiendo de ρ
Si los procesos son en promedio cortos y ρ < 1Métodos con la mínima sobrecarga administrativa (FCFSo SPN)O un RR con quantum muy largo (evitando losproblemas de la multitarea cooperativa)
Si los procesos tienden a ser más largos o si sube ρCambiamos a RR con un quantum más bajo o a PSPN
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Ronda con quantum dependiente de procesospendientes
Esquema simple de rondaLa duración de un quantum es ajustada periódicamenteCada quantum depende de la cantidad de procesos en eltotal de procesos listos, siguiendo Q = q
n
Pocos procesos esperandoMayor Q → Menos cambios de contexto
Muchos procesos esperandoMenor QNunca más allá de un minimo, para evitar sobrecargaburocrática
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Ronda + Prioridad externa
Usamos un esquema simple de ronda, con una sola colaLa duración del quantum dependerá de la prioridadexterna
Fijada por el usuario o por el sistema por factores ajenosal despachador
Un proceso de mayor prioridad ejecutará por mayortiempo
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Peor servicio a continuacion (WSN)
Generalización sobre HPRNNo sólo se considera penalización el tiempo esperado enla cola de procesos listos
Veces que ha sido interrumpido por el temporizadorPrioridad externaEspera por E/S u otros recursos
El proceso que ha sufrido peor servicio es seleccionadopara su ejecuciónDesventaja: Considerar demasiados factores (con distintospesos) impacta en el tiempo de ejecución del algoritmo
Puede llamarse a WSN periódicamente para formar colasProceder con esquemas más simples. . . Aunque esto reduce la velocidad de reacción
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Lindura (niceness)
Empleado por varios Unixes históricosEl usuario inicia (nice) o modifica (renice) laprioridad de su proceso
Típicamente sólo hacia arriba — Se porta más lindo.Esta prioridad externa y el tiempo consumidorecientemente por el proceso constituyen una prioridadinternaLa prioridad interna aumenta cuando el proceso espera
Por el despachador, por E/S, o cualquier otra causaLa prioridad interna es matizada por el tamaño de la colade procesos listos
Entre más procesos pendientes, mayor el peso quemodifique a la prioridad
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. . . ¡Hora de otra tarea!
Implementar y comparar los algoritmos más sencillosEn su lenguaje favoritoFCFS, RR (¿duración de quantum?), SPN¿Quieren divertirse? FB, SRR, alguno más
Bajo algunas cargas, no sólo sobre una carga ejemploGeneradas de forma aleatoria
Presentar los resultados de varias ejecucionesUnos cinco resultados, para poder comparar un poco lastendencias¡Verifiquen manualmente algunos de los resultados!
(Y claro: Presentar el código)Entrega vía EDUCAFI: una semana desde hoy
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Ejemplo de resultados
1 $ compara_planif2 - Primera ronda:3 A: 0, t=3; B: 1, t=5; C: 3, t=2; D: 9, t=5; E: 12, t=5
(tot:20)4 FCFS: T=6.2, E=2.2, P=1.745 RR1: T=7.6, E=3.6, P=1.986 RR4: T=7.2, E=3.2, P=1.887 SPN: T=5.6, E=1.6, P=1.328 - Segunda ronda9 A: 0, t=5; B: 3, t=3; C: 3, t=7; D: 7, t=4; E:8, t=4 (tot:23)10 (...)
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