Thảo luận Bài 4

* Định nghĩa tiến trình:
- Tiến trình (Process) là chương trình trong thời gian thực hiện (đặt dưới sự quản lý của HĐH).
* So sánh tiến trình với chương trình:
- Bản thân chương trình không là tiến trình vì là thực thể thụ động, trong khi tiến trình là một thực thể hoạt động với nhiều thông tin về trạng thái trong đó có bộ đếm chương trình cho biết vị trí lệnh hiện hành.
- Nhiều tiến trình có thể liên quan đến một chương trình và là các thực thể khác nhau khi vận hành.
- Mỗi tiến trình có thể sinh ra nhiều tiến trình con khác khi thực hiện.
- Tiến trình cần các tài nguyên (CPU, Memory, Tập tin, Thiết bị I/O,...) để hoàn thành công việc.
- Tài nguyên cấp cho tiến trình ngay từ đầu (Khi tiến trình được tạo lập) hoặc trong thời gian vận hành và được thu hồi hết khi tiến trình hoàn tất.

- Chia sẽ thông tin: Một tiến trình sử dụng thông tin do tiến trình khác cung cấp.
- Tăng tốc tính toán: Các tiến trình làm việc song song trên cùng một hoặc nhiều máy tính để giải quyết bài toán chung.
- Đảm bảo tính đơn thể: Chương trình được chia thành các đơn thể chức năng riêng vận hành trong các tiến trình hoặc luồng khác nhau.
- Đảm bảo tính tiện dụng: Người dùng có khả năng làm nhiều việc cùng một lúc: Soạn thảo, In ấn, Lấy file về,...

Câu 6: Phát biểu bài toán Sản xuất-Tiêu thụ với thuật giải phù hợp.
Trả lời:
* Phát biểu bài toán Sản xuất-Tiêu thụ.
- Giả sử có bộ nhớ đệm (buffer) bao gồm nhiều khoang chứa (Items) được tiến trình Producer lần lượt đưa các sản phẩm S1, S2,... vào.
- Tiến trình Consumer lần lượt lấy sản phẩm ra theo đúng thứ tự.
- Công việc của Producer phải đồng bộ với Consumer: Không được đưa sản phẩm vào khi buffer đầy, không được lấy ra khi chưa có sản phẩm.
* Thuật giải chờ bận (Busy-Waiting).

Tiến trình sản xuất( Producer) tạo ra dòng thông tin để tiến trình tiêu thụ(Consumer) sử dụng.
Ví dụ: Compiler và Assembler vừa là nhà sản xuất vừa là nhà tiêu thụ.Compiler tạo ra mã dùng cho Assembler, tiếp theo Assembler sản sinh mã máy làm đầu vào cho Loader hoặc Linkage Editor.
Phát biểu bài toán
- Giả sử có Bộ nhớ đệm(Buffer) bao gồm 1 số hữu hạn các khoang chứa(Items) được tiến trình Producer lần lượt đưa vào các sản phẩm S1, S2, ...vào.
- Tiến trình Consumer lấy sản phẩm ra theo đúng thứ tự.
- Công việc của Producer phải đồng bộ với Consumer.Không đưa ra sản phẩm khi hết chỗ trống, không lấy được sản phẩm khi chưa có.
Thuật giải đồng bộ hóa bằng 3 đèn hiệu: Bài toán sản xuất - tiêu thụ(Producer - Consumer)thường được dùng để hiển thị sức mạnh của các hàm cơ sở đồng bộ hóa.Hai quá trình cùng chia sẻ một vùng đệm có kích thước giới hạn n. Biến mutex đảm bảo sự loại trừ hỗ tương để truy xuất vùng đệm (nghĩa là mỗi thời điểm chỉ có 1 tiến trình sản xuất hay tiêu thụ được truy cập/ cập nhật tài nguyên dùng chung) và được khởi tạo với giá trị 1. Các biến semEmpty và semFull đếm số khe trống và đầy tương ứng. Biến semEmpty được khởi tạo tới giá trị n; biến semFull được khỏi tạo tới giá trị 0.
Thuật giải cho Producer:

Code:


// Tạo ra sản phẩm mới
wait(semEmpty);
wait(mutex);
//Đưa sản phẩm vào bộ đệm Buffer
Buffer[in]=sp mới;//Xếp sản phẩm vào bộ đệm.
in=(in+1)%BUFFER_SIZE;
signal(semFull);
signal(mutex);


Thuật giải cho Consumer:

Code:


wait(semFull);
wait(mutex);
// Lấy sản phẩm từ bộ đệm Buffer
p=Buffer[out];
out=(out+1)%BUFFER_SIZE;
// Tiêu thụ sản phẩm vừa lấy được
signal(semEmpty);
signal(mutex);


Phân loại tiến trình: 3 loại
Interactive process (tiến trình đối thoại)
Là tiến trình khởi động và quản lý bởi shell, kể cả các tiến trình foreground hoặc background.
Batch process
Tiến trình không gắn liền với terminal (tty) và được nằm trong hàng đợi để lần lượt thực hiện.
Daemon process (Disk And Execution MONitor)
Là tiến trình chạy ở chế độ ngầm và được khởi động từ đầu. Các daemon thường được hệ thống phát sinh tự động và có thể hoạt động liên tục hay phát sinh định kỳ.
Hầu hết các dịch vụ mạng là các tiến trình daemon, tên tiến trình kết thúc bằng ký tự “d” như: inetd, named, httpd…
Hiển thị thông tin tiến trình – lệnh ps
Để biết thông tin các tiến trình hiện hành ta sử dụng:
1. -e: hiển thị thông tin về mỗi tiến trình.
-l: hiển thị thông tin đầy đủ tiến trình.
-f: hiển thị thông tin về tiến trình cha.
-a: hiển thị tất cả các tiến trình.
Lưu ý: dòng lệnh ps –aux: liệt kê danh sách các tiến trình đang chạy cùng các thông tin của nó như:
Chủ nhân của tiến trình (owner), mã số nhận diện tiến trình (PID), thời gian hiện sử dụng CPU (%CPU), mức chiếm dụng bộ nhớ của tiến trình (%MEM), trạng thái tiến trình (STAT) và các thông tin khác.
Một số trạng thái của tiến trình thường gặp: R-đang thi hành, S-đang bị đóng, Z-ngừng thi hành, W-không đủ bộ nhớ…
Hiển thị thông tin sử dụng tài nguyên – lệnh top
Hiển thị một danh sách các tiến trình hệ thống theo thời gian thực. Nó thống kê số lượng các tiến trình cùng trạng thái của chúng, tình trạng sử dụng CPU, bộ nhớ …
top [option]
1. -d time: chỉ ra khoảng thời gian trễ time giữa 2 lần cập nhật thông tin trạng thái (mặc định là 5 giây)
-p [pid]: chỉ theo dõi các tiến trình có mã pid
-c: hiển thị đầy đủ dòng lệnh thay vì hiển thị tên lệnh tạo tiến trình.
-a: hiển thị tất cả các tiến trình.
Một điểm khác biệt giữa top và ps là nó cho phép ta thi hành các lệnh của bản thân nó trong quá trình nó đang hiển thị thông tin.
Dừng một tiến trình – lệnh kill
Lệnh kill thường được sử dụng để ngừng thi hành một tiến trình.
kill [signal]
1. signal: là một số hay tên của tín hiệu được gởi tới tiến trình.
PID: mã số nhận diện tiến trình muốn dừng.
Lệnh kill có thể gởi bất kỳ tín hiệu signal nào tới một tiến trình, nhưng theo mặc định nó gởi tín hiệu 15, TERM (là tín hiệu kết thúc chương trình).
Lệnh kill -9 PID: ngừng thi hành tiến trình mà không bị các tiến trình khác can thiệp (tín hiệu 9, KILL).
Super-user mới có quyền dừng tất cả các tiến trình, còn người sử dụng chỉ được dừng các tiến trình của mình.
Các signal thường dùng lệnh kill bao gồm:
Tên Giá trị Tác động
SIGHUP 1 - Hangup (gọi lại tiến trình)
SIGINT 2 - Ngắt từ bàn phím (Ctrl+C)
SIGKILL 9 - Hủy tiến trình
SIGTERM 15 - Kết thúc tiến trình
SIGSTOP 17,19,23: - Dừng tiến trình.
Khi kết thúc một tiến trình hay một chuỗi các tiến trình, thông thường nên tiến hành thử với tín hiệu ít gây nguy hiểm nhất, SIGTERM, nếu không được mới sử dụng các tín hiệu INT hay KILL.
Hiển thị các tiến trình ngầm, thay đổi chế độ cho các tiến trình
Lệnh jobs: Hiển thị các tiến trình ngầm (background)
Ký hiệu + chỉ ra tác vụ đang được xử lý
Ký hiệu – chỉ ra tác vụ sẽ được xử lý kế tiếp
fg: chuyển các tiến trình background -> foreground
$ fg %3 (mã số tác vụ của tiến trình ngầm)
bg: chuyển các tiến trình foreground -> background.
Lưu ý: phải tạm dừng bằng cách nhấn tổ hợp phím (ctrl+z), và sau đó mới chuyển nó sang chế độ ngầm bằng lệnh bg
$ cat vd.txt > abcdef
ctrl + z
$ bg
(lệnh cat sẽ nạp chuỗi abcdef vào file vd.txt, có nhiều cách kết thúc quá trình nạp chuỗi này, nhưng muốn dùng lệnh bg thì phải kết thúc bằng tổ hợp phím ctrl+z)
Một số lệnh xem về hệ thống : free, ps, w, vmstat, iostat, ifstat, netstat v.v

I. TỔ CHỨC QUẢN LÝ TIẾN TRÌNH

I.1. Các trạng thái của tiến trình

Trạng thái của tiến trình tại một thời điểm được xác định bởi hoạt động hiện thời của tiến trình tại thời điểm đó. Trong quá trình sống, một tiến trình thay đổi trạng thái do nhiều nguyên nhân như : phải chờ một sự kiện nào đã xảy ra, hay đợi một thao tác nhập/xuất hoàn tất, buộc phải dừng hoạt động do đã hết thời gian xử lý

Tại một thời điểm, một tiến trình có thể nhận trong một các trạng thái sau đây :

Mới tạo : tiến trình đang được tạo lập.

Running : các chỉ thị của tiến trình đang được xử lý.

Blocked : tiến trình chờ được cấp phát một tài nguyên, hay chờ một
sự kiện xảy ra .

Ready : tiến trình chờ được cấp phát CPU để xử lý.

Kết thúc : tiến trình hoàn tất xử lý.

Tại một thời điểm, chỉ có một tiến trình có thể nhận trạng thái running trên một bộ xử lý bất kỳ. Trong khi đó, nhiều tiến trình có thể ở trạng thái blocked hay ready.

Các cung chuyển tiếp trong sơ đồ trạng thái biễu diễn sự chuyển trạng thái có thể xảy ra trong các điều kiện sau :

Tiến trình mới tạo được đưa vào hệ thống

Bộ điều phối cấp phát cho tiến trình một khoảng thời gian sử dụng CPU

Tiến trình kết thúc

Tiến trình yêu cầu một tài nguyên nhưng chưa được đáp ứng vì tài nguyên chưa sẵn sàng để cấp phát tại thời điểm đó ; hoặc tiến trình phải chờ một sự kiện hay thao tác nhập/xuất.

Bộ điều phối chọn một tiến trình khác để cho xử lý.

Tài nguyên mà tiến trình yêu cầu trở nên sẵn sàng để cấp phát ; hay sự kiện hoặc thao tác nhập/xuất tiến trình đang đợi hoàn tất.
I.2. Chế độ xử lý của tiến trình

Để đảm bảo hệ thống hoạt động đúng đắn, hệ điều hành cần phải được bảo vệ khỏi sự xâm phạm của các tiến trình. Bản thân các tiến trình và dữ liệu cũng cần được bảo vệ để tránh các ảnh hưởng sai lạc lẫn nhau. Một cách tiếp cận để giải quyết vấn đề là phân biệt hai chế độ xử lý cho các tiến trình : chế độ không đặc quyền và chế độ đặc quyền nhờ vào sự trợ giúp của cơ chế phần cứng. Tập lệnh của CPU được phân chia thành các lệnh đặc quyền và lệnh không đặc quyền. Cơ chế phần cứng chỉ cho phép các lệnh đặc quyền được thực hiện trong chế độ đặc quyền. Thông thường chỉ có hệ điều hành hoạt động trong chế độ đặc quyền, các tiến trình của người dùng hoạt động trong chế độ không đặc quyền, không thực hiện được các lệnh đặc quyền có nguy cơ ảnh hưởng đến hệ thống. Như vậy hệ điều hành được bảo vệ. Khi một tiến trình người dùng gọi đến một lời gọi hệ thống, tiến trình của hệ điều hành xử lý lời gọi này sẽ hoạt động trong chế độ đặc quyền, sau khi hoàn tất thì trả quyền điều khiển về cho tiến trình người dùng trong chế độ không đặc quyền.
I.3. Cấu trúc dữ liệu khối quản lý tiến trình

Hệ điều hành quản lý các tiến trình trong hệ thống thông qua khối quản lý tiến trình (process control block -PCB). PCB là một vùng nhớ lưu trữ các thông tin mô tả cho tiến trình, với các thành phần chủ yếu bao gồm :

Định danh của tiến trình (1) : giúp phân biệt các tiến trình

Trạng thái tiến trình (2): xác định hoạt động hiện hành của tiến trình.

Ngữ cảnh của tiến trình (3): mô tả các tài nguyên tiến trình đang trong quá trình, hoặc để phục vụ cho hoạt động hiện tại, hoặc để làm cơ sở phục hồi hoạt động cho tiến trình, bao gồm các thông tin về:

Trạng thái CPU: bao gồm nội dung các thanh ghi, quan trọng nhất là con trỏ lệnh IP lưu trữ địa chỉ câu lệnh kế tiếp tiến trình sẽ xử lý. Các thông tin này cần được lưu trữ khi xảy ra một ngắt, nhằm có thể cho phép phục hồi hoạt động của tiến trình đóng như trước khi bị ngắt.

Bộ xử lý: dùng cho máy có cấu hình nhiều CPU, xác định số hiệu CPU mà tiến trình đang sử dụng.

Bộ nhớ chính: danh sách các khối nhớ được cấp cho tiến trình.

Tài nguyên sử dụng: danh sách các tài mguyên hệ thống mà tiến trình đang sử dụng.

Tài nguyên tạo lập: danh sách các tài nguyên được tiến trình tạo lập.

Thông tin giao tiếp (4): phản ánh các thông tin về quan hệ của tiến trình với các tiến trình khác trong hệ thống :

Tiến trình cha: tiến trình tạo lập tiến trình này .

Tiến trình con: các tiến trình do tiến trình này tạo lập .

Độ ưu tiên : giúp bộ điều phối các thông tin để lựa chọn tiến trình được cấp CPU.

Thông tin thống kê (5): đây là những thông tin thống kê về hoạt động của tiến trình, như thời gian đã sử dụng CPU,thời gian chờ. Các thông tin này có thể có ích cho công việc đánh giá tình hình hệ thống và dự động các tình huống tương lai.
I.4. Thao tác trên tiến trình

Hệ điều hành cung cấp các thao tác chủ yếu sau đây trên một tiến trình :

tạo lập tiến trình (create)

kết thúc tiến trình (destroy)

tạm dừng tiến trình (suspend)

tái kích hoạt tiến trình (resume)

thay đổi độ ưu tiên tiến trình

I.4.1. Tạo lập tiến trình

Trong quá trình xử lý, một tiến trình có thể tạo lập nhiều tiến trình mới bằng cách sử dụng một lời gọi hệ thống tương ứng. Tiến trình gọi lời gọi hệ thống để tạo tiến trình mới sẽ được gọi là tiến trình cha, tiến trình được tạo gọi là tiến trình con. Mỗi tiến trình con đến lượt nó lại có thể tạo các tiến trình mới quá trình này tiếp tục sẽ tạo ra một cây tiến trình.
Các công việc hệ điều hành cần thực hiện khi tạo lập tiến trình bao gồm :

định danh cho tiến trình mới phát sinh

đưa tiến trình vào danh sách quản lý của hệ thống

xác định độ ưu tiên cho tiến trình

tạo PCB cho tiến trình

cấp phát các tài nguyên ban đầu cho tiến trình

Khi một tiến trình tạo lập một tiến trình con, tiến trình con có thể sẽ được hệ điều hành trực tiếp cấp phát tài nguyên hoặc được tiến trình cha cho thừa hưởng một số tài nguyên ban đầu.

Khi một tiến trình tạo tiến trình mới, tiến trình ban đầu có thể xử lý theo một trong hai khả năng sau :

Tiến trình cha tiếp tục xử lý đồng hành với tiến trình con.

Tiến trình cha chờ đến khi một tiến trình con nào đó, hoặc tất cả các tiến trình con kết thúc xử lý.

Các hệ điều hành khác nhau có thể chọn lựa các cài đặt khác nhau để thực hiện thao tác tạo lập một tiến trình.

I.4.2. Kết thúc tiến trình

Một tiến trình kết thúc xử lý khi nó hoàn tất chỉ thị cuối cùng và sử dụng một lời gọi hệ thống để yêu cầu hệ điều hành hủy bỏ nó. Đôi khi một tiến trình có thể yêu cầu hệ điều hành kết thúc xử lý của một tiến trình khác. Khi một tiến trình kết thúc, hệ điều hành thực hiện các công việc :

thu hồi các tài nguyên hệ thống đã cấp phát cho tiến trình

hủy tiến trình khỏi tất cả các danh sách quản lý của hệ thống

hủy bỏ PCB của tiến trình

Hầu hết các hệ điều hành không cho phép các tiến trình con tiếp tục tồn tại nếu tiến trình cha đã kết thúc. Trong những hệ thống như thế, hệ điều hành sẽ tự động phát sinh một loạt các thao tác kết thúc tiến trình con.

I.5. Cấp phát tài nguyên cho tiến trình

Khi có nhiều người sử dụng đồng thời làm việc trong hệ thống, hệ điều hành cần phải cấp phát các tài nguyên theo yêu cầu cho mỗi người sử dụng. Do tài nguyên hệ thống thường rất giới hạn và có khi không thể chia sẻ, nên hiếm khi tất cả các yêu cầu tài nguyên đồng thời đều được thỏa mãn. Vì thế cần phải nghiên cứu một phương pháp để chia sẻ một số tài nguyên hữu hạn giữa nhiều tiến trình người dùng đồng thời. Hệ điều hành quản lý nhiều loại tài nguyên khác nhau (CPU, bộ nhớ chính, các thiết bị ngoại vi ), với mỗi loại cần có một cơ chế cấp phát và các chiến lược cấp phát hiệu qủa. Mỗi tài nguyên được biễu diễn thông qua một cấu trúc dữ liệu, khác nhau về chi tiết cho từng loại tài nguyên, nhưng cơ bản chứa đựng các thông tin sau :

Định danh tài nguyên

Trạng thái tài nguyên : đây là các thông tin mô tả chi tiết trạng thái tài nguyên : phần nào của tài nguyên đã cấp phát cho tiến trình, phần nào còn có thể sử dụng ?

Hàng đợi trên một tài nguyên : danh sách các tiến trình đang chờ được cấp phát tài nguyên tương ứng.

Bộ cấp phát : là đoạn code đảm nhiệm việc cấp phát một tài nguyên đặc thù. Một số tài nguyên đòi hỏi các giải thuật đặc biệt (như CPU, bộ nhớ chính, hệ thống tập tin), trong khi những tài nguyên khác (như các thiết bị nhập/xuất) có thể cần các giải thuật cấp phát và giải phóng tổng quát hơn.

Các mục tiêu của kỹ thuật cấp phát :

Bảo đảm một số lượng hợp lệ các tiến trình truy xuất đồng thời đến các tài nguyên không chia sẻ được.

Cấp phát tài nguyên cho tiến trình có yêu cầu trong một khoảng thời gian trì hoãn có thể chấp nhận được.

Tối ưu hóa sự sử dụng tài nguyên.

Để có thể thõa mãn các mục tiêu kể trên, cần phải giải quyết các vấn đề nảy sinh khi có nhiều tiến trình đồng thời yêu cầu một tài nguyên không thể chia sẻ.

II. ĐIỀU PHỐI TIẾN TRÌNH

Trong môi trường đa chương, có thể xảy ra tình huống nhiều tiến trình đồng thời sẵn sàng để xử lý. Mục tiêu của các hệ phân chia thời gian (time-sharing) là chuyển đổi CPU qua lại giữa các tiến trình một cách thường xuyên để nhiều người sử dụng có thể tương tác cùng lúc với từng chương trình trong quá trình xử lý.

Để thực hiện được mục tiêu này, hệ điều hành phải lựa chọn tiến trình được xử lý tiếp theo. Bộ điều phối sẽ sử dụng một giải thuật điều phối thách hợp để thực hiện nhiệm vụ này. Một thành phần khác của hệ điều hành cũng tiềm ẩn trong công tác điều phối là bộ phân phối (dispatcher). Bộ phân phối sẽ chịu trách nhiệm chuyển đổi ngữ cảnh và trao CPU cho tiến trình được chọn bởi bộ điều phối để xử lý.

II.1. Giới thiệu

II.1.1. Mục tiêu điều phối

Bộ điều phối không cung cấp cơ chế, mà đưa ra các quyết định. Các hệ điều hành xây dựng nhiều chiến lược khác nhau để thực hiện việc điều phối, nhưng tựu chung cần đạt được các mục tiêu sau :

a) Sự công bằng ( Fairness) :

Các tiến trình chia sẻ CPU một cách công bằng, không có tiến trình nào phải chờ đợi vô hạn để được cấp phát CPU

b) Tính hiệu qủa (Efficiency) :

Hệ thống phải tận dụng được CPU 100% thời gian.

c) Thời gian đáp ứng hợp lí (Response time) :

Cực tiểu hoá thời gian hồi đáp cho các tương tác của người sử dụng

d) Thời gian lưu lại trong hệ thống ( Turnaround Time) :

Cực tiểu hóa thời gian hoàn tất các tác vụ xử lý theo lô.

e) Thông lượng tối đa (Throughput ) :

Cực đại hóa số công việc được xử lý trong một đơn vị thời gian.

Tuy nhiên thường không thể thỏa mãn tất cả các mục tiêu kể trên vì bản thân chúng có sự mâu thuẫn với nhau mà chỉ có thể dung hòa chúng ở mức độ nào đó.

II.1.2. Các đặc điểm của tiến trình

Điều phối hoạt động của các tiến trình là một vấn đề rất phức tạp, đòi hỏi hệ điều hành khi giải quyết phải xem xét nhiều yếu tố khác nhau để có thể đạt được những mục tiêu đề ra. Một số đặc tính của tiến trình cần được quan tâm như tiêu chuẩn điều phối :

a) Tính hướng xuất / nhập của tiến trình ( I/O-boundedness):

Khi một tiến trình nhận được CPU, chủ yếu nó chỉ sử dụng CPU đến khi phát sinh một yêu cầu nhập xuất ? Hoạt động của các tiến trình như thế thường bao gồm nhiều lượt sử dụng CPU , mỗi lượt trong một thời gian khá ngắn.

b) Tính hướng xử lý của tiến trình ( CPU-boundedness):

Khi một tiến trình nhận được CPU, nó có khuynh hướng sử dụng CPU đến khi hết thời gian dành cho nó ? Hoạt động của các tiến trình như thế thường bao gồm một số ít lượt sử dụng CPU , nhưng mỗi lượt trong một thời gian đủ dài.

c) Tiến trình tương tác hay xử lý theo lô :

Người sử dụng theo kiểu tương tác thường yêu cầu được hồi đáp tức thời đối với các yêu cầu của họ, trong khi các tiến trình của tác vụ được xử lý theo lô nói chung có thể trì hoãn trong một thời gian chấp nhận được.

d) Độ ưu tiên của tiến trình :

Các tiến trình có thể được phân cấp theo một số tiêu chuẩn đánh giá nào đó, một cách hợp lý, các tiến trình quan trọng hơn ( có độ ưu tiên cao hơn) cần được ưu tiên hơn.

e) Thời gian đã sử dụng CPU của tiến trình :

Một số quan điểm ưu tiên chọn những tiến trình đã sử dụng CPU nhiều thời gian nhất vì hy vọng chúng sẽ cần ít thời gian nhất để hoàn tất và rời khỏi hệ thống . Tuy nhiên cũng có quan điểm cho rằng các tiến trình nhận được CPU trong ít thời gian là những tiến trình đã phải chờ lâu nhất, do vậy ưu tiên chọn chúng.

f) Thời gian còn lại tiến trình cần để hoàn tất :

Có thể giảm thiểu thời gian chờ đợi trung bình của các tiến trình bằng cách cho các tiến trình cần ít thời gian nhất để hoàn tất được thực hiện trước. Tuy nhiên đáng tiếc là rất hiếm khi biết được tiến trình cần bao nhiêu thời gian nữa để kết thúc xử lý.

II.1.3. Điều phối không độc quyền và điều phối độc quyền (preemptive/nopreemptive)

Thuật toán điều phối cần xem xét và quyết định thời điểm chuyển đổi CPU giữa các tiến trình. Hệ điều hành có thể thực hiện cơ chế điều phối theo nguyên lý độc quyền hoặc không độc quyền.

Điều phối độc quyền : Nguyên lý điều phối độc quyền cho phép một tiến trình khi nhận được CPU sẽ có quyền độc chiếm CPU đến khi hoàn tất xử lý hoặc tự nguyện giải phóng CPU. Khi đó quyết định điều phối CPU sẽ xảy ra trong các tình huống sau:

Khi tiến trình chuyển từ trạng thái đang xử lý(running) sang trạng thái bị khóa blocked ( ví dụ chờ một thao tác nhập xuất hay chờ một tiến trình con kết thúc).

Khi tiến trình kết thúc.

Các giải thuật độc quyền thường đơn giản và dễ cài đặt. Tuy nhiên chúng thường không thích hợp với các hệ thống tổng quát nhiều người dùng, vì nếu cho phép một tiến trình có quyền xử lý bao lâu tùy ý, có nghĩa là tiến trình này có thể giữ CPU một thời gian không xác định, có thể ngăn cản những tiến trình còn lại trong hệ thống có một cơ hội để xử lý.

Điều phối không độc quyền : Ngược với nguyên lý độc quyền, điều phối theo nguyên lý không độc quyền cho phép tạm dừng hoạt động của một tiến trình đang sẵn sàng xử lý. Khi một tiến trình nhận được CPU, nó vẫn được sử dụng CPU đến khi hoàn tất hoặc tự nguyện giải phóng CPU, nhưng một tiến trình khác có độ ưu tiên có thể dành quyền sử dụng CPU của tiến trình ban đầu. Như vậy là tiến trình có thể bị tạm dừng hoạt động bất cứ lúc nào mà không được báo trước, để tiến trình khác xử lý. Các quyết định điều phối xảy ra khi :

Khi tiến trình chuyển từ trạng thái đang xử lý (running) sang trạng thái bị khóa blocked ( ví dụ chờ một thao tác nhập xuất hay chờ một tiến trình con kết thúc).

Khi tiến trình chuyển từ trạng thái đang xử lí (running) sang trạng thái ready ( ví dụ xảy ra một ngắt).

Khi tiến trình chuyển từ trạng thái chờ (blocked) sang trạng thái ready ( ví dụ một thao tác nhập/xuất hoàn tất).

Khi tiến trình kết thúc.

Các thuật toán điều phối theo nguyên tắc không độc quyền ngăn cản được tình trạng một tiến trình độc chiếm CPU, nhưng việc tạm dừng một tiến trình có thể dẫn đến các mâu thuẫn trong truy xuất, đòi hỏi phải sử dụng một phương pháp đồng bộ hóa thích hợp để giải quyết.

Trong các hệ thống sử dụng nguyên lý điều phối độc quyền có thể xảy ra tình trạng các tác vụ cần thời gian xử lý ngắn phải chờ tác vụ xử lý với thời gian rất dài hoàn tất! Nguyên lý điều phối độc quyền thường chỉ thích hợp với các hệ xử lý theo lô.

Đối với các hệ thống tương tác(time sharing), các hệ thời gian thực (real time),cần phải sử dụng nguyên lý điều phối không độc quyền để các tiến trình quan trọng có cơ hội hồi đáp kịp thời. Tuy nhiên thực hiện điều phối theo nguyên lý không độc quyền đòi hỏi những cơ chế phức tạp trong việc phân định độ ưu tiên, và phát sinh thêm chi phí khi chuyển đổi CPU qua lại giữa các tiến trình.

II.2. Tổ chức điều phối

II.2.1. Các danh sách sử dụng trong quá trình điều phối.

Hệ điều hành sử dụng hai loại danh sách để thực hiện điều phối các tiến trình là danh sách sẵn sàng (ready list) và danh sách chờ đợi(waiting list).

Khi một tiến trình bắt đầu đi vào hệ thống, nó được chèn vào danh sách các tác vụ (job list). Danh sách này bao gồm tất cả các tiến trình của hệ thống. Nhưng chỉ các tiến trình đang thường trú trong bộ nhớ chính và ở trạng thái sẵn sàng tiếp nhận CPU để hoạt động mới được đưa vào danh sách sẵn sàng.

Bộ điều phối sẽ chọn một tiến trình trong danh sách sẵn sàng và cấp CPU cho tiến trình đó. Tiến trình được cấp CPU sẽ thực hiện xử lý, và có thể chuyển sang trạng thái chờ khi xảy ra các sự kiện như đợi một thao tác nhập/xuất hoàn tất, yêu cầu tài nguyên chưa được thỏa mãn, được yêu cầu tạm dừng ...Khi đó tiến trình sẽ được chuyển sang một danh sách chờ đợi.

Hệ điều hành chỉ sử dụng một danh sách sẵn sàng cho toàn hệ thống, nhưng mỗi một tài nguyên ( thiết bị ngoại vi ) có một danh sách chờ đợi riêng bao gồm các tiến trình đang chờ được cấp phát tài nguyên đó.
Quá trình xử lý của một tiến trình trải qua những chu kỳ chuyển đổi qua lại giữa danh sách sẵn sàng và danh sách chờ đợi. Sơ đồ dưới đây mô tả sự điều phối các tiến trình dựa trên các danh sách của hệ thống.

Thoạt đầu tiến trình mới được đặt trong danh sách các tiến trình sẵn sàng (ready list), nó sẽ đợi trong danh sách này cho đến khi được chọn để cấp phát CPU và bắt đầu xử lý. Sau đó có thể xảy ra một trong các tình huống sau :

Tiến trình phát sinh một yêu cầu một tài nguyên mà hệ thống chưa thể đáp ứng, khi đó tiến trình sẽ được chuyển sang danh sách các tiến trình đang chờ tài nguyên tương ứng.

Tiến trình có thể bị bắt buộc tạm dừng xử lý do một ngắt xảy ra, khi đó tiến trình được đưa trở lại vào danh sách sẵn sàng để chờ được cấp CPU cho lượt tiếp theo.
Trong trường hợp đầu tiên, tiến trình cuối cùng sẽ chuyển từ trạng thái blocked sang trạng thái ready và lại được đưa trở vào danh sách sẵn sàng. Tiến trình lặp lại chu kỳ này cho đến khi hoàn tất tác vụ thì được hệ thống hủy bỏ khỏi mọi danh sách điều phối.

II.2.2. Các cấp độ điều phối

Thực ra công việc điều phối được hệ điều hành thực hiện ở hai mức độ : điều phối tác vụ (job scheduling) và điều phối tiến trình ( process scheduling).

a) Điều phối tác vụ

Quyết định lựa chọn tác vụ nào được đưa vào hệ thống, và nạp những tiến trình của tác vụ đó vào bộ nhớ chính để thực hiện. Chức năng điều phối tác vụ quyết định mức độ đa chương của hệ thống ( số lượng tiến trình trong bộ nhớ chính). Khi hệ thống tạo lập một tiến trình, hay có một tiến trình kết thúc xử lý thì chức năng điều phối tác vụ mới được kích hoạt. Vì mức độ đa chương tương đối ổn định nên chức năng điều phối tác vụ có tần suất hoạt động thấp .

Để hệ thống hoạt động tốt, bộ điều phối tác vụ cần biệt tính chất của tiến trình là hướng nhập xuất (I/O bounded) hay hướng xử lý ( CPU bounded). Một tiến trình được gọi là hướng nhập xuất nếu nó chủ yếu nó chỉ sử dụng CPU để thực hiện các thao tác nhập xuất. Ngược lại một tiến trình được gọi là hướng xử lý nếu nó chủ yếu nó chỉ sử dụng CPU để thực hiện các thao tác tính toán. Để cân bằng hoạt động của CPU và các thiết bị ngoại vi, bộ điều phối tác vụ nên lựa chọn các tiến trình để nạp vào bộ nhớ sao cho hệ thống là sự pha trộn hợp lý giữa các tiến trình hướng nhập xuất và các tiến trình hướng xử lý

b) Điều phối tiến trình

Chọn một tiến trình ở trạng thái sẵn sàng ( đã được nạp vào bộ nhớ chính, và có đủ tài nguyên để hoạt động ) và cấp phát CPU cho tiến trình độ thực hiện. Bộ điều phối tiến trình có tần suất hoạt động cao, sau mỗi lần xảy ra ngắt ( do đồng hồ báo giờ, do các thiết bị ngoại vi...), thường là 1 lần trong khoảng 100ms. Do vậy để nâng cao hiệu suất của hệ thống, cần phải tăng tốc độ xử lý của bộ điều phối tiến trình. Chức năng điều phối tiến trình là một trong chức năng cơ bản, quan trọng nhất của hệ điều hành.

Trong nhiều hệ điều hành, có thể không có bộ điều phối tác vụ hoặc tách biệt rất ít đối với bộ điều phối tiến trình. Một vài hệ điều hành lại đưa ra một cấp độ điều phối trung gian kết hợp cả hai cấp độ điều phối tác vụ và tiến trình

II.3. Các chiến lược điều phối

II.3.1. Chiến lược FIFO

Nguyên tắc : CPU được cấp phát cho tiến trình đầu tiên trong danh sách sẵn sàng có yêu cầu, là tiến trình được đưa vào hệ thống sớm nhất. Đây là thuật toán điều phối theo nguyên tắc độc quyền. Một khi CPU được cấp phát cho tiến trình, CPU chỉ được tiến trình tự nguyện giải phóng khi kết thúc xử lý hay khi có một yêu cầu nhập/xuất.
Thảo luận : Thời gian chờ trung bình không đạt cực tiểu, và biến đổi đáng kể đối với các giá trị về thời gian yêu cầu xử lý và thứ tự khác nhau của các tiến trình trong danh sách sẵn sàng. Có thể xảy ra hiện tượng tích lũy thời gian chờ, khi các tất cả các tiến trình (có thể có yêu cầu thời gian ngắn) phải chờ đợi một tiến trình có yêu cầu thời gian dài kết thúc xử lý.

Giải thuật này đặc biệt kháng phù hợp với các hệ phân chia thời gian, trong các hệ này, cần cho phép mỗi tiến trình được cấp phát CPU đều đặn trong từng khoảng thời gian.

II.3.2. Chiến lược phân phối xoay vòng (Round Robin)

Nguyên tắc : Danh sách sẵn sàng được xử lý như một danh sách vòng, bộ điều phối lần lượt cấp phát cho từng tiến trình trong danh sách một khoảng thời gian sử dụng CPU gọi là quantum. Đây là một giải thuật điều phối không độc quyền : khi một tiến trình sử dụng CPU đến hết thời gian quantum dành cho nó, hệ điều hành thu hồi CPU và cấp cho tiến trình kế tiếp trong danh sách. Nếu tiến trình bị khóa hay kết thúc trước khi sử dụng hết thời gian quantum, hệ điều hành cũng lập tức cấp phát CPU cho tiến trình khác. Khi tiến trình tiêu thụ hết thời gian CPU dành cho nó mà chưa hoàn tất, tiến trình được đưa trở lại vào cuối danh sách sẵn sàng để đợi được cấp CPU trong lượt kế tiếp.

Nếu có n tiến trìh trong danh sách sẵn sàng và sử dụng quantum q, thì mỗi tiến trình sẽ được cấp phát CPU 1/n trong từng khoảng thời gian q. Mỗi tiến trình sẽ không phải đợi quá (n-1)q đơn vị thời gian trước khi nhận được CPU cho lượt kế tiếp.

Thảo luận : Vấn đề đáng quan tâm đối với giải thuật RR là độ dài của quantum. Nếu thời lượng quantum quá bé sẽ phát sinh quá nhiều sự chuyển đổi giữa các tiến trình và khiến cho việc sử dụng CPU kém hiệu qủa. Nhưng nếu sử dụng quantum quá lớn sẽ làm tăng thời gian hồi đáp và giảm khả năng tương tác của hệ thống.

II.3.3. Điều phối với độ ưu tiên

Nguyên tắc : Mỗi tiến trình được gán cho một độ ưu tiên tương ứng, tiến trình có độ ưu tiên cao nhất sẽ được chọn để cấp phát CPU đầu tiên. Độ ưu tiên có thể được định nghĩa nội tại hay nhờ vào các yếu tố bên ngoài. Độ ưu tiên nội tại sử dụng các đại lượng có thể đo lường để tính toán độ ưu tiên của tiến trình, ví dụ các giới hạn thời gian, nhu cầu bộ nhớ.Độ ưu tiên cũng có thể được gán từ bên ngoài dựa vào các tiêu chuẩn do hệ điều hành như tầm quan trọng của tiến trình, loại người sử dụng sỡ hữu tiến trình

Giải thuật điều phối với độ ưu tiên có thể theo nguyên tắc độc quyền hay không độc quyền. Khi một tiến trình được đưa vào danh sách các tiến trình sẵn sàng, độ ưu tiên của nó được so sánh với độ ưu tiên của tiến trình hiện hành đang xử lí. Giải thuật điều phối với độ ưu tiên và không độc quyền sẽ thu hồi CPU từ tiến trình hiện hành để cấp phát cho tiến trình mới nếu độ ưu tiên của tiến trình này cao hơn tiến trình hiện hành. Một giải thuật độc quyền sẽ chỉ đơn giản chèn tiến trình mới vào danh sách sẵn sàng, và tiến trình hiện hành vẫn tiếp tục xử lý hết thời gian dành cho nó.

Ví dụ : (độ ưu tiên 1 > độ ưu tiên 2> độ ưu tiên 3)

Thảo luận : Tình trạng đôii CPU (starvation) là một vấn đề chính yếu của các giải thuật sử dụng độ ưu tiên. Các giải thuật này có thể để các tiến trình có độ ưu tiên thấp chờ đọi CPU vô hạn ! Để ngăn cản các tiến trình có độ ưu tiên cao chiếm dụng CPU vô thời hạn, bộ điều phối sẽ giảm dần độ ưu tiên của các tiến trình này sau mỗi ngắt đồng hồ. Nếu độ ưu tiên của tiến trình này giảm xuống thấp hơn tiến trình có độ ưu tiên cao thứ nhì, sẽ xảy ra sự chuyển đổi quyền sử dụng CPU.Quá trình này gọi là sự lão hóa (aging) tiến trình.

II.3.4. Chiến lược công việc ngắn nhất (Shortest-job-first SJF)

Nguyên tắc : Đây là một trường hợp đặc biệt của giải thuật điều phối với độ ưu tiên. Trong giải thuật này, độ ưu tiên p được gán cho mỗi tiến trình là nghịch đảo của thời gian xử lí t mà tiến trình yêu cầu : p = 1/t. Khi CPU được tự do, nó sẽ được cấp phát cho tiến trình yêu cầu ít thời gian nhất để kết thúc- tiến trình ngắn nhất. Giải thuật này cũng có thể độc quyền hay không độc quyền. Sự chọn lựa xảy ra khi có một tiến trình mới được đưa vào danh sách sẵn sàng trong khi một tiến trình khác đang xử lí. Tiến trình mới có thể sỡ hữu một yêu cầu thời gian sử dụng CPU cho lần tiếp theo (CPU-burst) ngắn hơn thời gian còn lại mà tiến trình hiện hành cần xử lý. Giải thuật SJF không độc quyền sẽ dừng hoạt động của tiến trình hiện hành, trong khi giải thuật độc quyền sẽ cho phép tiến trình hiện hành tiếp tục xử lý.

Thảo luận : Giải thuật này cho phép đạt được thời gian chờ trung bình cực tiểu. Khó khăn thực sự của giải thuật SJF là không thể biết được thời gian yêu cầu xử lý còn lại của tiến trình ? Chỉ có thể dự đoán giá trị này theo cách tiếp cận sau : gọi tn là độ dài của thời gian xử lý lần thứ n, t n+1 là giá trị dự đoán cho lần xử lí tiếp theo. Với hy vọng giá trị dự đoán sẽ gần giống với các giá trị trước đó, có thể sử dụng công thức:

t n+1 = a tn + (1-a )t n

Trong công thức này,tn chứa đựng thông tin gần nhất ; t n chứa đựng các thông tin quá khứ được tích lũy. Tham số a ( 0 £ a £ 1) kiểm soát trọng số của hiện tại gần hay quá khứ ảnh hưởng đến công thức dự đóan.

II.3.5. Chiến lược điều phối với nhiều mức độ ưu tiên

Nguyên tắc : Ý tưởng chính của giải thuật là phân lớp các tiến trình tùy theo độ ưu tiên của chúng để có cách thức điều phối thích hợp cho từng nhóm. Danh sách sẵn sàng được phân tách thành các danh sách riêng biệt theo cấp độ ưu tiên, mỗi danh sách bao gồm các tiến trình có cùng độ ưu tiên và được áp dụng một giải thuật điều phối thích hợp để điều phối. Ngoài ra, còn có một giải thuật điều phối giữa các nhóm, thường giải thuật này là giải thuật không độc quyền và sử dụng độ ưu tiên cố định.Một tiến trình thuộc về danh sách ở cấp ưu tiên i sẽ chỉ được cấp phát CPU khi các danh sách ở cấp ưu tiên lớn hơn i đã trống.
Thảo luận : Thông thường, một tiến trình sẽ được gán vĩnh viễn với một danh sách ở cấp ưu tiên i khi nó được đưa vào hệ thống. Các tiến trình không di chuyển giữa các danh sách. Cách tổ chức này sẽ làm giảm chi phí điều phối, nhưng lại thiếu linh động và có thể dẫn đến tình trạng đôi CPU cho các tiến trình thuộc về những danh sách có độ ưu tiên thấp. Do vậy có thể xây dựng giải thuật điều phối nhiều cấp ưu tiên và xoay vòng. Giải thuật này sẽ chuyển dần một tiến trình từ danh sách có độ ưu tiên cao xuống danh sách có độ ưu tiên thấp hơn sau mỗi lần sử dụng CPU. Cũng vậy, một tiến trình chờ quá lâu trong các danh sách có độ ưu tiên thấp cũng có thể được chuyển dần lên các danh sách có độ ưu tiên cao hơn. Khi xây dựng một giải thuật điều phối nhiều cấp ưu tiên và xoay vòng cần quyếtđịnh các tham số :

Số lượng các cấp ưu tiên

Giải thuật điều phối cho từng danh sách ứng với một cấp ưu tiên.

Phương pháp xác định thời điểm di chuyển một tiến trình lên danh sách có độ ưu tiên cao hơn.

Phương pháp xác định thời điểm di chuyển một tiến trình lên danh sách có độ ưu tiên thấp hơn.

Phương pháp sử dụng để xác định một tiến trình mới được đưa vào hệ thống sẽ thuộc danh sách ứng với độ tiên nào.

II.3.6. Chiến lược điều phối Xổ số (Lottery)

Nguyên tắc : Ý tưởng chính của giải thuật là phát hành một số vé số và phân phối cho các tiến trình trong hệ thống. Khi đến thời điểm ra quyết định điều phối, sẽ tiến hành chọn 1 vé "trúng giải", tiến trình nào sỡ hữu vé này sẽ được nhận CPU

Thảo luận : Giải thuật Lottery cung cấp một giải pháp đơn giản nhưng bảo đảm tính công bằng cho thuật toán điều phối với chi phí thấp để cập nhật độ ưu tiên cho các tiến trình.

Cấu trúc dữ liệu khối quản lý tiến trình

Hệ điều hành quản lý các tiến trình trong hệ thống thông qua khối quản lý tiến trình (process control block -PCB). PCB là một vùng nhớ lưu trữ các thông tin mô tả cho tiến trình, với các thành phần chủ yếu bao gồm :

Định danh của tiến trình (1) : giúp phân biệt các tiến trình

Trạng thái tiến trình (2): xác định hoạt động hiện hành của tiến trình.

Ngữ cảnh của tiến trình (3): mô tả các tài nguyên tiến trình đang trong quá trình, hoặc để phục vụ cho hoạt động hiện tại, hoặc để làm cơ sở phục hồi hoạt động cho tiến trình, bao gồm các thông tin về:

Trạng thái CPU: bao gồm nội dung các thanh ghi, quan trọng nhất là con trỏ lệnh IP lưu trữ địa chỉ câu lệnh kế tiếp tiến trình sẽ xử lý. Các thông tin này cần được lưu trữ khi xảy ra một ngắt, nhằm có thể cho phép phục hồi hoạt động của tiến trình đứng như trước khi bị ngắt.

Bộ xử lý: dùng cho máy có cấu hình nhiều CPU, xác định số hiệu CPU mà tiến trình đang sử dụng.

Bộ nhớ chính: danh sách các khối nhớ được cấp cho tiến trình.

Tài nguyên sử dụng: danh sách các tài mguyên hệ thống mà tiến trình đang sử dụng.

Tài nguyên tạo lập: danh sách các tài nguyên được tiến trình tạo lập.

Thông tin giao tiếp (4): phản ánh các thông tin về quan hệ của tiến trình với các tiến trình khác trong hệ thống :

Tiến trình cha: tiến trình tạo lập tiến trình này .

Tiến trình con: các tiến trình do tiến trình này tạo lập .

Độ ưu tiên : giúp bộ điều phối thông tin để lựa chọn tiến trình được cấp CPU.

Thông tin thống kê (5): đây là những thông tin thống kê về hoạt động của tiến trình, như thời gian đã sử dụng CPU,thời gian chờ. Các thông tin này có thể có ích cho công việc đánh giá tình hình hệ thống và dự đoán các tình huống tương lai.

-Tất cả các tiến trình mới tạo lập đều được chuyển sang trạng thái New – trạng thái đầu tiên , sau đó đưa vào hàng đợi Job Queue. Hệ điều hành sẽ sử dụng điều phối chậm (Long-term Scheduler) để lựa chọn các tiến trình thích hợp nhất trong hàng đợi Job Queue để chuyển nó sang trang thái Ready và đưa tiến trình này vào hàng đợi Ready Queue.
-Những tiến trình đang ở trạng thái sẵn sang Ready được xếp vào hàng đợi Ready Queue, ở trạng thái này hệ điều hành sẽ sử dụng trình điều phối nhanh (Short-term Scheduler) và có tiếm quyền để lựa chọn tiến trình thích hợp giao CPU cho nó và chuyển nó sang trạng thái Running. Tiến trình sau khi giao CPU thì rời khỏi hàng đợi Ready queue (tiến trình đó vẫn có thể quay trở lại hàng đợi này nếu nó chưa thực thi xong).
-Tiến trình được giao CPU nếu đã thực thi hoàn tất thì kết thúc và chuyển sang trạng thái Terminated sau đó trả lại CPU cho hệ thống.
-Tiến trình được giao CPU nhưng chưa thực thi xong công việc và bị tiếm quyền thì sẽ bị chuyển từ trạng thái Running về trạng thái Ready và được xếp cuối hàng đợi Ready Queue để đợi đến lượt giao khoảng CPU kế tiếp. Tiến trình chuyển trạng thái xong trả lại CPU cho hệ điều hành.
-Tiến trình được giao CPU nhưng chưa hoàn tất công việc của mình vì phải chờ đợi sự xuất hiện của sự kiện hay I/O nào đó thì sẽ được hệ điều hành chuyển sang trạng thái Waiting và chuyển nó vào hàng đợi Waiting Queue.
-Những tiến trình ở trạng thái Waiting (nằm trong hàng đợi Waiting Queue) sau khi sự kiện hay I/O mà nó chờ xuất hiện thì lập tức nó được hệ điều hành chuyển nó sang trạng thái sẵn sàng Ready và đưa nó vào hàng đợi Ready Queue để sẵn sàng cho lần cấp CPU kế tiếp.

-Chuyển ngữ cảnh là chức năng của Dispatcher khi cần chuyển CPU từ tiến trình P0 này sang tiến trình P1 khác:
+Ghi môi trường và trạng thái làm việc của P0 vào PCB0
+Nạp môi trường và trạng thái làm việc của tiến trình P1 từ PCB1
+Thời gian chuyển ngữ cảnh khá lớn ( dùng công nghệ đa luồng để giảm thời gian chuyển ngữ cảnh)
***Phân tích khái niệm Chuyển ngữ cảnh:
-chuyển môi trường làm việc cho tiến trình
-Dispatcher chuyển CPU từ tiến trình hiện hành P0 sang tiến trình P1 nào đó và tiến trình P1 sẽ được cấp CPU
-CPU sẽ lưu lại ngữ cảnh ( môi trường và trạng thái làm việc ) của tiến trình P0 vào trong RAM dành cho tiến trình P0 ( PCB0 )
++PCB ( Process control block) sao lưu ngữ cảnh và môi trường làm việc của tiến trình
-Dispatcher sẽ khôi phục lại ngữ cảnh và môi trường làm việc từ khối PCB cho P0.

Điều phối chậm (Long-term scheduler) :
• Chọn process nào sẽ được đưa vào ready queue (từ New chuyển sang Ready)
• Kiểm soát Độ đa chương (số tiến trình trong bộ nhớ).
• Do có nhiều thời gian (tới vài phút), loại scheduler này có điều kiện để lựa chọn kỹ càng nhằm phối hợp cân đối 2 loại tiến trình
+ Hướng CPU: tính toán nhiều, ít I/O.
Ví dụ: Công ty có một chiếc ô tô (CPU), nhiều nhân viên cần đi công tác (nhiều tiến trình) phải sử dụng ô tô. Do đó, ô tô (CPU) phải bận (phục vụ) cho nhiều người (nhiều tiến trình).
.+Hướng I/O: tính toán ít, nhiều I/O
Ví dụ: Công ty có một chiếc ô tô (CPU), các nhân viên trong công ty chỉ ngồi nghiên cứu (I/O), không sử dụng đến ô tô. Vậy quá lãng phí ô tô (CPU)
Điều phối nhanh (Short-term scheduler ) :
• Còn gọi là Điều phối CPU.
• Chọn tiến trình từ Ready Queue để cấp CPU.
• Có tần suất công việc cao. Thường cứ 100 ms lại tốn 10 ms để xác định tiến trình kế tiếp, như vậy 10/(100+10)=9% thời gian CPU được dùng để điều phối công việc.
Điều phối vừa (Medium-term scheduler) :
• Là Short-Term Scheduler được thêm chức năng rút các tiến trình khỏi bộ nhớ, dẫn đến làm giảm Độ đa chương, sau đó đưa lại chúng vào bộ nhớ vào thời điểm thích hợp để tiếp tục thực hiện từ vị trí bị tạm ngừng trước đó.
• Nhờ cách điều phối này, hỗn hợp các tiến trình trong Ready Queue có tính tối ưu hơn.
Ví dụ: Phòng thực hành nhỏ, nhưng nhiều sinh viên thực hành (nhiều tiến trình). Thầy sẽ mời một số bạn ra khỏi lớp (rút tiến trình ra khỏi bộ nhớ). Sau khi nhóm trong phòng thực hành xong thầy sẽ mời các bạn bên ngoài vào phòng (đưa tiến trình vào bộ nhớ vào thời điểm thích hợp).

Muốn qua được các môn học trong học kỳ:
- Không những riêng môn học của Thầy mà còn nhiều môn học khác trước tiên các bạn muốn qua môn học thì phải đi học đầy đủ, cố gắng nghe thầy giảng và ghi chép đầy đủ.
- Tham gia phát biểu xây dựng bài trong giờ học (1 lần phát biểu sẽ giúp chúng ta nhớ lâu nội dung mà mình phát biểu rất nhiều).
- Riêng môn Hẹ Điều Hành ngoài những giờ học thiết thực trên lớp Thầy còn tạo cho chúng ta forum để đóng góp , tranh luận những vấn đề mình học trên đó, đồng thời tạo cơ hội cho chúng ta dễ qua môn này hơn (Em rất cảm ơn Thầy về điều này).
- Mình nghĩ mộn Hệ Điều Hành thật sự là 1 môn khó không phải bạn nào học cũng hiểu hết được (bạn hiểu bạn không), ngoài những giờ học chính thì các bạn cũng có thể học nhóm để hiểu thêm vấn đề.
- Tham gia các buổi thi giữa kỳ và cuối kỳ đầy đủ.

Mình hy vọng với những ý kiến này sẽ giúp cho các bạn qua môn HĐH và các môn học khác trong học kỳ này.
Chúc Thầy thật nhiều sức khỏe để dẫn dắt và Giảng dạy cho chúng e.
Chúc các bạn thành công. Thân chào.!