TIMI: Technische Informatik für Medieninformatiker

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1 TIMI: Technische Informatik für Medieninformatiker Bachelor-Studiengang Digitale Medien Medieninformatik SS 2004 Niels Pollem Arbeitsgruppe Rechnernetze (Prof. Dr.-Ing. Ute Bormann)

2 Scheduling: einfacher Round-Robin Zeitscheiben-basiertes, konstantes Scheduling-Verfahren lauffähige Prozesse hängen in einer Warteschlange erster bekommt die CPU für eine Zeitscheibe zugeteilt wird dann am Ende der Warteschlange eingereiht Clock-Interrupt erforderlich, um Prozeß zu unterbrechen

3 Round-Robin: mehrere Prioritäten statt konstantem Scheduling oftmals Prioritäten erforderlich einfache Nachbildung über Länge der Zeitscheiben Prozeß mehrfach oder wiederholt in Warteschlange starre Warteschlange dennoch zumeist eher ungeeignet Interaktivität kurze, aber häufige CPU-Nutzung auch bisherige Laufzeit ist in Priorität einzubeziehen schlecht abzubilden Abkehr vom reinen Round-Robin besser: Prozeß mit jeweils höchster Priorität auswählen

4 Round-Robin: Prioritäten-Aspekte einige Prozesse sollen grundsätzlich bevorzugt werden Basiswert je Prozeß: nice, um nett zu sein gibt bei ähnlichen Voraussetzungen den Ausschlag auch verbrauchte Laufzeit ist in Priorität einzubeziehen anderen CPU überlassen, nachdem selbst viel dran zwischen jungen und alten Prozessen ausgleichen auch hier: Interaktivität ist geeignet zu berücksichtigen

5 Round-Robin: Prozeß-Kontostand Priorität kleine (ganzzahlige) numerische Repräsentation abhängig von bisheriger CPU-Nutzung + Basiswert CPU-Konto für jeden Prozeß Bilanz CPU-Nutzung nach jeder Zeitscheibe (prozentualen) Anteil addieren dann halbieren, um den Kontostand zu normalisieren sonst langlebige Prozesse sehr schnell benachteiligt ausreichend gutes, aber dennoch schlankes Verfahren findet in den meisten aktuellen Systemen Verwendung

6 Prioritäten: Beispiel zwei lauffähige Prozesse A: Basiswert 0 B: Basiswert 60 Priorität Vergabe Zeitscheibe Kontostand + Basiswert niedriger besser ggf. entscheidet Basiswert Erwartung: A kommt öfter dran A: B:

7 Interaktivität: meist kurze Nutzung

8 Scheduling: Warten auf Ereignis nicht alle Prozesse stets lauffähig Warten auf Ereignis z.b. Eingabe von der Tastatur, Daten von der Platte auf ein Ereignis wartender Prozeß blockiert auf diesem wird in Sleep-Queue (vs. Run-Queue ) eingereiht gibt die CPU ggf. gar während seiner Zeitscheibe ab Betriebssystem sorgt geeignet für s spätere Aufwecken Prozeß verbraucht keine CPU-Zeit durch ständige Abfrage wird ggf. durch Interrupthandler in Run-Queue gehängt

9 Prozeß: drei häufigste Zustände

10 Prozeß: anatomische Betrachtung jeder Prozeß verfügt über seinen eigenen Adreßraum Sourcecode enthält Anweisungen und Variablen Compiler überträgt in Assembler bzw. Binärcode dabei Umsetzung symbolischer Namen in Adressen für bekannte Variablen wird Speicher reserviert gedachter Adreßraum beginnt zunächst bei null komplexe Programme werden oftmals getrennt übersetzt aus jeder Source-Datei wird eine Objekt-Datei erzeugt

11 Prozeß: getrennte Übersetzung

12 Linker: Adreßräume verknüpfen externe Referenzen zwischen Teil-Programmen auflösen jede Objekt-Datei enthält Symboltabelle mit Adressen Linker verknüpft Symboltabellen mehrere Dateien verschmilzt dabei auch die Objekt-Dateien, Bibliotheken ein gemeinsamer, durchgängiger Adreßraum entsteht Laufzeitumgebung ( Start-Programm ) wird hinzugelinkt der Adreßraum kann nun geladen werden Prozeß teilweise Auflösungen zur Laufzeit dynamisches Linken

13 Bibliothek: Rad nicht neu erfinden Funktionen, die von vielen Programmen benötigt werden das Rad nicht ständig neu erfinden Recycling passende Bibliothek in eigene Programme einbinden oftmals thematisch gebündelt, z.b. Graphikfunktionen muß im selben Adreßraum wie eigene Funktionen liegen also: an sich gemeinsame Übersetzung erforderlich oft keine Source-, sondern nur Objekt-Datei geliefert außerdem: zu aufwendig, dauernd neu zu übersetzen

14 Prozeß: verschiedene Segmente Adreßraum enthält Segmente Text, Data und Stack Text: Programmcode, feste Größe, read-only Data: Daten (z.b. Variablen), dynamische Größe Stack: dito, aber für temporäre Daten Data und Stack wachsen sich entgegen SP zeigt analog PC auf Stack-Spitze Eigenschaften Schutzmechanismen vollständiger Adreßraum Transparenz

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