UPRAVLJANJE PROCESORIMA Osnovni resurs svakog raunarskog sistema procesori

UPRAVLJANJE PROCESORIMA

• Osnovni resurs svakog računarskog sistema – procesor/i • Čak i tamo gde imamo samo jedan procesor javljaju se složeni problemi oko dodele (alokacije) procesora procesorima • Rešavanjem tih i drugih problema povezanih sa njima bavi se deo OS koji zovemo UPRAVLJANJE PROCESOROM (Procesor Management) • U sistemima sa multiprogramiranjem više procesa nalazi se istovremeno u operativnoj memoriji i naizmenično koristi procesor ili čeka na neki događaj kao što je završetak I/O operacije • Za vreme dok je procesor zaposlen izvršavanjem jednog od procesa, ostali procesi čekaju na izvršenje

RASPOREĐIVANJE PROCESA (PROCES SCHEDULING) • Osnovni zadaci upravljanja procesorom: • Odlučivanje o tome koji od READY procesa dobija procesor • Odlučivanje o tome kada će neki proces dobiti procesor • Odlučivanje o tome koliko će dugo proces zadržati procesor • Pretvaranje poslova obrade u procese i uključivanje procesa u odgovarajući red • Dealociranje procesora • Vođenje evidencije o stanju (statusu) svih procesa

RASPOREĐIVANJE POSLOVA (JOB SCHEDULING) • Uz ovu brigu o procesima, potrebno je voditi računa i o poslovima obrade koji još nisu postali procesi – RASPOREĐIVANJE POSLOVA (Job Scheduling) • Uključuje sledeće zadatke: • Odlučivanje koji će posao od ovih koji čekaju biti uveden u sistem, tj pretvoren u proces i povezan u red čekanja za dodelu procesora (READY red) • Alociranje resursa poslovima da bi mogli postati procesi, tj da bi mogli preći u READY stanje • Dealociranje resursa za procese koji su završili sa izvršavanjem

• Ti zadaci se razlikuju u zavisnosti od vrste sistema • Npr. kod sistema paketne obrade (Batch sistemi) poslovi koji čekaju na ulaz u sistem će biti smešteni na eksternoj memoriji • Odavde će poslovi biti uzimani i pretvarani u procese i uključivani i red za izvršavanje • Ujedno će im biti dodeljeni i resursi koji su im potrebni • U interaktivnom sistemu procesi se kreiraju odmah nakon što korisnik počne rad (Log-in), a ujedno će im biti dodeljeni i resursi

• Alociranje resursa poslovima obično se razmatra odvojeno od upravljanja procesorima , tj odvojeno od alociranja procesora • U mnogim je sistemima, međutim, alociranje svih ostalih resursa povezano sa alociranjem procesora i realizuje se tako da se resursi traže preko dela OS koji služi za upravljanje procesorom • Taj deo poziva ostale delove zadužene za svaku pojedinu vrstu resursa

VRSTE PROCESORSKOG RASPOREĐIVANJA • Raspoređivanje procesa – promena aktivnog kontrolnog bloka (PCB) na koji pokazuje CPU • Ova promena naziva se kontekstno prebacivanje (context switch) • Kad CPU prelazi na drugi proces, sistem mora da upamti status starog procesa i napuni prethodno upamćeni status novog procesa • Trajanje kontekstnog prebacivanja zavisi od hardverske podrške

CILJ RASPOREĐIVANJA PROCESORA • Cilj je da se jednom procesoru ili većem broju procesora dodeljuju procesi u redosledu koji omogućava da se realizuju ciljevi sistema kao što su: vreme odziva, propusna moć ili maksimalno iskorišćenje procesora • U mnogim sistemima ta aktivnost raspoređivanja realizuje se kroz 3 nivoa planiranja: dugoročno, srednjeročno i kratkoročno.

DUGOROČNO PLANIRANJE • Odnosi se na prihvatanje novih programa i novih korisnika • Rezultat: kreiranje novih procesa • Program koji to radi naziva se dugoročni raspoređivač • Ponekad tu ulogu ima i interpreter komandnog jezika (kod Unix-a)

SREDNJEROČNO PLANIRANJE • Odnosi se na suspendovane procese • Program koji to radi naziva se srednjeročni raspoređivač – deo je jezgra OS

KRATKOROČNO PLANIRANJE • Najvažniji je oblik planiranja • Planiranje procesorskog vremena tj dodela procesora procesima • Program koji to radi naziva se kratkoročni raspoređivač – deo jezgra OS

• Planiranje se svodi na upravljanje redovima čekanja, kako bi se smanjilo kašnjenje zbog čekanja i optimizovale performanse u okruženju čekanja i redovima • Npr prelazak iz START u READY je srednjeročno planiranje, kao i prelasci iz SW-READY u READY i SWWAIT u WAIT • Prelazak iz READY u RUN je kratkoročno planiranje • Prelazak iz START u SW-READY je dugoročno planiranje

MODEL UPRAVLANJA PROCESORSKI OGRANIČENOG SISTEMA • Na dalje, bavimo se samo kratkoročnim planiranjem, tj razmatramo pojednostavljenu situaciju unutar sistema • Model upravljanja procesorski ograničenog sistema uzima u obzir samo procesorski red (ready procese)novi procesi koji su delimično završeni • U ovom modelu procesor je glavni resurs, pretpostavlja se da procesor uvek ima posla (uvek se nešto izvršava) • Iako model nije uvek realan, može se doći do dobrih algoritama

KRITERIJUMI RASPOREĐIVANJA • Različiti algoritmi za raspoređivanje procesa imaju različite osobine i mogu da favorizuju određene grupe procesa u odnosu na druge • Kako odabrati algoritam? Moraju se znati osobine algoritama i karakteristike procesa

VEĆINA ALGORITAMA OPTIMIZOVANA JE PREMA NEKOM OD SLEDEĆIH KRITERIJUMA: • Iskorišćenost procesora – procenat vremena u kojem procesor radi na izvršavanju programa, tj ne čeka zbog toga što nema spremih procesa, u odnosu na ukupno vreme • Protočnost (propusna moć sistema) – broj poslova koji se realizuju u nekoj jedinici vremena (npr 1 h) • Vreme čekanja (Waiting time – tw) – vreme koje proces-posao provede čekajući u redu READY (ne odnosi se kada čeka na I/O operaciju ili neki događaj) • Ukupno vreme u sistemu (Turnaround Time – tq) – vreme od kada se posao tj program preda sistemu do trenutka kada se završi (vreme izvršenja + vreme čekanja u READY redu, vreme čekanja na I/O operaciju i događaje i vreme za davanje rez) • Normalizovano ukupno vreme ( tq/ tq ) – odnos ukupnog vremena prema vremenu usluge. Dobijamo relativno kašnjenje koje se dogodi procesu (što je veće vreme izvršavanja, to je veća apsolutna količina kašnjenja koja može da se toleriše) • Vreme odziva (Response Time) – vreme od kada korisnik završi unošenje zahteva do vremena kada sistem daje odgovor (bez vremena koje sistem troši na davanje odgovora)

• Zavisno od namene sistema, algoritmi se optimizuju za različite kriterijume • Npr za interaktivne sisteme značajnije je smanjiti vreme odziva nego prosečno vreme čekanja