Các chiến lược điều phối của Hệ điều hành

1. Điều phối với độ ưu tiên
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. Độưu 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 hệđiều 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 lý. Giải thuật điều phốivới 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.


Trường hợp độc quyền
*Thời gian xử lý : P1=24,P2=3,P3=3
* Thời gian xử lý trung bình : (24+3+3)/3=10
*Thời gian đợi : P1=0;P2=23;P3=25
*Thời gian đợi trung bình: (0+23+25)/3=16
* Thời gian lưu lại trong hệ thống : P1=24; P2=3;P3=3
* Thời gian lưu lại trung bình: ( 24+3+3)/3=10

Trường hợp không độc quyền:
*Thời gian xử lý : P1=24,P2=3,P3=3
* Thời gian xử lý trung bình : (24+3+3)/3=10
*Thời gian đợi : P1=0
P2=0+1-1=0
P3=0+1+3-2=2
P1'=0+1+3+3-3=4
*Thời gian đợi trung bình: (0+0+2+4)/3=2
* Thời gian lưu lại trong hệ thống :
P1 Vòng 1 = 1 vòng 2= 23 khoảng cách giữa 2 vòng =6 => thời gian lưu lại của p1= 1+23+6=30
p2=3
p3=3

* Thời gian lưu lại trung bình : (30+3+3)/3=12

2. Chiến lược công việc ngắn nhất (Shortest-job-first SJF)
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 nghịchđảo của thời gian xử lý 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 lý. 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.


* Trường hợp độc quyền

*Thời gian xử lý : P1=6,P2=8,P3=4;P4=2
* Thời gian xử lý trung bình : (6+8+4+2)/4=5
*Thời gian đợi : P1=0 p4=5 ; p3=6; p2=9
*Thời gian đợi trung bình: (0+5+6+9)/4=5
* Thời gian lưu lại trong hệ thống : P1=6; P4=2;P3=4;P2=8
* Thời gian lưu lại trung bình: ( 6+2+4+/4=5

*Trường hợp không độc quyền:
*Thời gian xử lý : P1=6,P2=8,P3=4;P4=2
* Thời gian xử lý trung bình : (6+8+4+2)/4=5
*Thời gian đợi :
P1=0
P4=2
P1'=3
P3=5
P2=8
*Thời gian đợi trung bình: (0+2+3+5+/4=4.5
* Thời gian lưu lại trong hệ thống :
P1 Vòng 1 = 3 vòng 2= 3 khoảng cách giữa 2 vòng =2 => thời gian lưu lại của p1= 3+3+2=8
P4=2
p3=4
P2=8
* Thời gian lưu lại trung bình : (8+2+4+/4=5

3. Điều phối FIFO
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.

* Thời gian xử lý : P1=24,P2=3,P3=3
* Thời gian xử lý trung bình : (24+3+3)/3=10
* Thời gian đợi : P1=0; P2=24-1 =23 ; P3 = 24+3-2 = 25
* Thời gian đợi trung bình: (0+23+25)/3 = 16
* Thời gian lưu lại trong hệ thống : P1=24 ; P2=3; P3=3
* Thời gian lưu lại trung bình : (24+3+3)/3 =10
4. Chiến lược điều phối xoay vòng
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.

* Thời gian xử lý : P1=24,P2=3,P3=3
* Thời gian xử lý trung bình : (24+3+3)/3=10
* Thời gian đợi :
P1=0
P2=4-1=3
P3=4+3-2=5
P1'=4+3+3-3=6
đến lúc này p1 sẽ được xử lý liên tục nên không phải tính thời gian chờ của p1'' p1'''...
* Thời gian đợi trung bình: (0+3+5+6)/3=4.66
* Thời gian lưu lại trong hệ thống :
P1: vòng 1 =4 vòng 2=20 khoảng cách 2 vòng là 6 => thời gian lưu lại của P1 =4+20+6 =30
P2=3
P3=3
* Thời gian lưu lại trung bình : (30+3+3)/3=12