Betriebssysteme Sommersemester Betriebssysteme. 4. Kapitel. Scheduling. Dr. Peter Tröger / Prof. M. Werner. Professur Betriebssysteme

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1 Betriebssysteme Sommersemester 2017 Betriebssysteme 4. Kapitel Scheduling Dr. Peter Tröger / Prof. M. Werner Professur Betriebssysteme

2 4.1 Einführung Strategie und Mechanismus Betriebssysteme Scheduling 4.1 Einführung Wiederholung: Prozess ist ein Konzept zur Virtualisierung eines Hardware-Betriebsmittels Strategie: Die prinzipielle Entscheidung, welcher Prozess wann die CPU nutzen darf Mechanismus: Die Art und Weise, wie die Strategie durchgesetzt wird Prozessumschaltung als Mechanismus bereits besprochen Nun Betrachtung der möglichen Strategien SoSe 2017 P. Tröger / M. Werner 2 / 45 osg.informatik.tu-chemnitz.de

3 4.1 Einführung Begriff Scheduling (Ablaufplanung): Zeitliche Zuordnung von Aktivitäten zu Ressourcen Scheduling tritt auf verschiedenen Granularitätsebenen auf: Wann sollen Programme gestartet werden? Wann soll ein Prozess eine CPU verwenden dürfen? Wann soll ein bestimmter Befehl einer Befehlsfolge ausgeführt werden? (Hardware in Pipelining- bzw. Superskalararchitekturen) Wann darf ein Prozess ein Gerät verwenden? Wann darf ein Programm in einem Cluster ausgeführt werden? Im Bereich Betriebssysteme ist meist die Zuteilung von CPU-Ressourcen gemeint Scheduling-Theorie ist wesentlich älter als die Informatik SoSe 2017 P. Tröger / M. Werner 3 / 45 osg.informatik.tu-chemnitz.de

4 4.1 Einführung Ziele Die Scheduling-Strategie kann beträchtlichen Einfluss auf die Leistung eines Rechnersystems besitzen Die Auswahl einer Strategie hängt von den Zielen ab, die im System verfolgt werden sollen hohe Effizienz: Prozessor soll gut ausgelastet sein geringe Antwortzeit: Schnelle Reaktion bei interaktiven Prozessen hoher Durchsatz: Viele Prozesse fertigstellen Fairness: gerechte Aufteilung der Prozessorleistung Pünktlichkeit: Einhalten von Fristen oder möglichst geringe Verspätung... SoSe 2017 P. Tröger / M. Werner 4 / 45 osg.informatik.tu-chemnitz.de

5 4.1 Einführung Schema des Schedulings Neuankömmling bzw. verdrängter Prozess Einordnen gemäß Strategie Prozessoren... nächster Prozess... SoSe 2017 P. Tröger / M. Werner 5 / 45 osg.informatik.tu-chemnitz.de

6 4.1 Einführung Bedienzeit vs. Antwortzeit Ankunft warten rechnen Ende Wartezeit (waiting time) Antwortzeit (response time) Bedienzeit (execution time) Anmerkung In der Schedulingtheorie spricht man i.d.r. von einem Task oder Job als Einheit der Planung. Beide Begriffe haben in Echtzeitsystemen unterschiedliche Bedeutung. SoSe 2017 P. Tröger / M. Werner 6 / 45 osg.informatik.tu-chemnitz.de

7 4.2 Standardstrategien 4.2 Standardstrategien Durchgängiges Beispiel für die folgenden Folien System mit einem Prozessorkern Bereitliste: Warteschlange der Prozesse im Zustand bereit Gegeben seien folgende fünf Prozesse (Tasks) Nr. Ankunft a Bedienzeit t e Priorität P SoSe 2017 P. Tröger / M. Werner 7 / 45 osg.informatik.tu-chemnitz.de

8 4.2 Standardstrategien First Come First Serve FCFS auch FIFO (First In First Out) Arbeitsweise: Bearbeitung der Prozesse in der Reihenfolge ihrer Ankunft in der Bereitliste Prozessorbesitz bis zum Ende oder zur freiwilligen Aufgabe Anmerkung: Entspricht der Alltagserfahrung a 1 a 2 a 3 a 4 a SoSe 2017 P. Tröger / M. Werner 8 / 45 osg.informatik.tu-chemnitz.de

9 4.2 Standardstrategien Last Come First Served Preemptive Resume LCFS-PR, Arbeitsweise: Neuankömmling in Bereitliste verdrängt den rechnenden Prozess Verdrängter Prozess wird hinter dem verdrängendem Prozess in die Warteschlange eingereiht Falls keine Ankünfte Abarbeitung der Liste ohne Verdrängung Anmerkung: Ziel ist die Bevorzugung kurzer Prozesse Kurzer Prozess hat Chance, noch vor nächster Ankunft fertig zu werden Lange Prozesse werden u.u. mehrfach verdrängt a 1 a 2 a 3 a 4 a SoSe 2017 P. Tröger / M. Werner 9 / 45 osg.informatik.tu-chemnitz.de

10 4.2 Standardstrategien Last Come First Served Preemptive Resume (Forts.) Alternatives Szenario 4 und 5 vor Verdrängung fertig Nr. Ankunft a Bedienzeit t e Nr. Ankunft a Bedienzeit t e a 1 a 2 a 3 a 4 a 5 a SoSe 2017 P. Tröger / M. Werner 10 / 45 osg.informatik.tu-chemnitz.de

11 4.2 Standardstrategien Round Robin RR, Arbeitsweise: Bearbeitung der Prozesse in Ankunftsreihenfolge Nach Ablauf einer vorher festgesetzten Frist τ (Zeitscheibe, time slice, Quantum) findet eine Verdrängung statt Variante in dieser Veranstaltung: Neu ankommende und verdrängte Prozesse gehen an das Ende der Warteschlange, neue Prozesse haben Vorrang Anmerkung: Ziel des Verfahrens ist die gleichmäßige Verteilung der Prozessorkapazität und der Wartezeit auf die Prozesse Wahl der Zeitscheibenlänge τ ist Optimierungsproblem Für großes τ nähert sich RR der Reihenfolgestrategie FCFS Für kleines τ schlägt der Aufwand für das häufige Umschalten negativ zu Buche Üblich sind Zeiten im msec-bereich SoSe 2017 P. Tröger / M. Werner 11 / 45 osg.informatik.tu-chemnitz.de

12 4.2 Standardstrategien Round Robin (Forts.) a 1 a 2 a 3 a 4 a τ = a 1 a 2 a 3 a 4 a τ = SoSe 2017 P. Tröger / M. Werner 12 / 45 osg.informatik.tu-chemnitz.de

13 4.2 Standardstrategien Priorities Nonpreemptive PRIO-NP, Arbeitsweise: Neuankömmlinge werden nach ihrer Priorität in die Bereitliste eingeordnet Prozessorbesitz bis zum Ende oder zur freiwilligen Aufgabe a 1 a 2 a 3 a 4 a 5 Prio SoSe 2017 P. Tröger / M. Werner 13 / 45 osg.informatik.tu-chemnitz.de

14 4.2 Standardstrategien Priorities Preemptive PRIO-P, Arbeitsweise: Wie PRIO-NP, jedoch mit Verdrängungsprüfung: der rechnende Prozess wird verdrängt, wenn er geringere Priorität hat als der Neuankömmling a 1 a 2 a 3 a 4 a 5 Prio SoSe 2017 P. Tröger / M. Werner 14 / 45 osg.informatik.tu-chemnitz.de

15 4.2 Standardstrategien Shortest Job Next SJN, auch SPN (shortest Prozess next) Arbeitsweise: Prozess mit der kürzesten Bedienzeit wird als nächster bis zum Ende oder zur freiwilligen Aufgabe bearbeitet Wie PRIO-NP, wenn man die Bedienzeit als Prioritätskriterium verwendet Anmerkung: SJN und SRTN haben den Nachteil, dass sie Kenntnis der Bedienzeit benötigen, die nur vom Benutzer in Form einer Schätzung stammen kann Längere Prozesse können verhungern, wenn stets kürzere vorhanden sind a 1 a 2 a 3 a 4 a SoSe 2017 P. Tröger / M. Werner 15 / 45 osg.informatik.tu-chemnitz.de

16 4.2 Standardstrategien Shortest Remaining Time Next SRTN, Arbeitsweise: Prozess mit der kürzesten Restbedienzeit wird als nächster bearbeitet Rechnender Prozess kann verdrängt werden Anmerkung: Bevorzugt kurze Prozesse und führt daher zu kürzeren mittleren Antwortzeiten als FCFS a 1 a 2 a 3 a 4 a SoSe 2017 P. Tröger / M. Werner 16 / 45 osg.informatik.tu-chemnitz.de

17 4.2 Standardstrategien Highest Response Ratio Next HRN, Arbeitsweise Das Anwortverhältnis (response ratio) r ist definiert als r r = t w + t e t e mit t w : Wartezeit, t e : Bedienzeit r r wird dynamisch berechnet und als Priorität verwendet Prozess mit größtem r r -Wert wird als nächster ausgewählt Strategie ist nicht verdrängend Anmerkungen Wie bei SJN werden kurze Prozesse bevorzugt, lange Prozesse müssen aber nicht ewig warten, sondern können durch Warten Punkte sammeln Wieder muss Bedienzeit bekannt sein SoSe 2017 P. Tröger / M. Werner 17 / 45 osg.informatik.tu-chemnitz.de

18 4.2 Standardstrategien Highest Response Ratio Next (Forts.) a 1 a 2 a 3 a 4 a SoSe 2017 P. Tröger / M. Werner 18 / 45 osg.informatik.tu-chemnitz.de

19 4.2 Standardstrategien Multilevel Feedback (FB) Scheduling mit Verdrängung pro Warteschlange Prozess nach jeder Zeitscheibe in nächste Warteschlange Warteschlange i wird nur abgearbeitet, wenn Warteschlange i 1 leer ist Unterschiedliche Zeitscheibenlängen τ sind möglich, z.b. τ = 2 i niedrigere Wichtigkeit führt zu längerer Zeitscheibe Zugang Warteschlange 1 Abgang Warteschlange 2 Abgang Warteschlange n Abgang SoSe 2017 P. Tröger / M. Werner 19 / 45 osg.informatik.tu-chemnitz.de

20 4.2 Standardstrategien Multilevel Feedback (FB) (Forts.) a 1 a 2 a 3 a 4 a τ = a 1 a 2 a 3 a 4 a τ = 2 i SoSe 2017 P. Tröger / M. Werner 20 / 45 osg.informatik.tu-chemnitz.de

21 4.2 Standardstrategien Standardstrategien (Übersicht) ohne Prioritäten ohne Verdrängung mit Prioritäten ohne Prioritäten FCFS PRIO-NP LCFS-PR, RR, FB mit Verdrängung mit Prioritäten PRIO-P bedienzeitunabhängig bedienzeitabhängig SJN, HRN SRTN SoSe 2017 P. Tröger / M. Werner 21 / 45 osg.informatik.tu-chemnitz.de

22 Reale Betriebssysteme haben i.d.r. keine reinen Schedulingstrategien, sondern Mischformen Nicht nur für Prozessor, sondern auch E/A-Ressourcen Teilweise werden bei der Zuweisung von Rechenzeit Sonderfälle berücksichtigt oder Spezialmaßnahmen getroffen Scheduling ist immer Mehraufwand Kosten-Nutzen-Betrachtung SoSe 2017 P. Tröger / M. Werner 22 / 45 osg.informatik.tu-chemnitz.de

23 4.3.1 Klassisches Unix-Scheduling Ähnlicher Ansatz in 4.3 BSD und System V Release 3 Unterschied vorwiegend in Parametern Hier: 4.3 BSD auf VAX Prinzipieller Ansatz: Feedback, mehrere Warteschlangen, jeweils Round Robin Ziel: Allgemeine Fairness, Bevorzugung interaktiver Prozesse Jeder Warteschlange (queue) wird Priorität zugeordnet ( ) Kleine Werte hohe Priorität Große Werte niedrige Priorität Festlegung der Prozesspriorität in Abhängigkeit von... CPU-Nutzung durch den Prozess Gesamtbelastung der CPU Nutzervorgabe SoSe 2017 P. Tröger / M. Werner 23 / 45 osg.informatik.tu-chemnitz.de

24 Feedback Queues in UNIX höchste Priorität (0...3) Zusammenfassung von vier Prioritäten in einer Queue Prioritätsklasse Round-Robin innerhalb der Prioritätsklassen In manchen UNIX-Varianten sind höhe Prioritätsklassen nicht unterbrechbar niedrigste Priorität ( ) SoSe 2017 P. Tröger / M. Werner 24 / 45 osg.informatik.tu-chemnitz.de

25 Alterung Betriebssysteme Scheduling Beispiel VAX: Timertick 100 Hz, Berechnung der Priorität 25 Hz, Zeitscheibe für Round Robin 100 ms Wechsel mit 10 Hz Pro Timertick wird der Wert L CPU im PCB des laufenden Prozesses erhöht Bei jedem vierten Timertick wird die Priorität neu berechnet: P J = min(p base + LCPU p nice, 127) P base ist die Basispriorität, 50 für ein Nutzerprogramm in 4.3 BSD Während besonderer Situationen (I/O, Swapping,... ) haben Prozesse andere Basisprioritäten p nice ein nutzerwählbare Wichtigkeit im Bereich SoSe 2017 P. Tröger / M. Werner 25 / 45 osg.informatik.tu-chemnitz.de

26 Alterung (Forts.) Wenn ein Prozess eine Priorität in einer anderen Prioritätsklasse bekommt, wird er in die andere Queue umsortiert Diesen Vorgang nennt man Alterung: starke Prozessorbenutzung führt zu einer schlechten Priorität! Rechenintensive Prozesse werden benachteiligt E/A-intensive Prozesse werden bevorzugt: Sie belegen den Prozessor nur kurz, um einen Auftrag abzusetzen Man erreicht dadurch eine hohe Parallelität zwischen den aktiven Rechnerkomponenten (CPU und Peripherie) Teilweise wird das Ende der E/A-Anfrage zusätzlich belohnt SoSe 2017 P. Tröger / M. Werner 26 / 45 osg.informatik.tu-chemnitz.de

27 Glättung Betriebssysteme Scheduling Mit der Zeit wächst L CP U und damit die Priorität alle (hinreichend lange laufende) Prozesse hätten nach einiger Zeit hohe (schlechte) Prioritätswerte Glättung des Wertes der Prozessornutzung L CPU einmal pro Sekunde Reduzierung des Einflusses der letzten Rechenzeiten (Dämpfungsfilter) L CPU = 2 l RQ 2 l RQ + 1 L CPU + p nice l RQ : Durchschnitt der Länge der Ready-Queue während der letzten Minute Dämpfung ist abhängig von der Last des Systems SoSe 2017 P. Tröger / M. Werner 27 / 45 osg.informatik.tu-chemnitz.de

28 Glättung (Forts.) Sonderfall: blockierte (schlafende) Prozesse erhalten keine Timerticks Bei Schlaf länger als eine Sekunde nach dem Aufwecken: ( ) tsleep 2 L CPU = lrq L CPU 2 l RQ + 1 t sleep wird einmal pro Sekunde inkrementiert SoSe 2017 P. Tröger / M. Werner 28 / 45 osg.informatik.tu-chemnitz.de

29 4.3.2 Linux-Scheduling Betrachten zunächst veraltertes Linux 2.4 Prozessverwaltung über doppelt verkettete Listen: Liste zur Verwaltung aller Prozesse Liste zur Verwaltung aller bereiten Prozesse (ready to run) Drei Prozessklassen Konventionelle Prozesse: Interaktiv oder Stapelverarbeitung FIFO-Echtzeit-Prozesse RR-Echtzeitprozesse Priorisiertes Round-Robin für konventionelle Prozesse First-In-First-Out für FIFO-Echtzeit-Prozesse Round-Robin für RR-Echtzeitprozesse SoSe 2017 P. Tröger / M. Werner 29 / 45 osg.informatik.tu-chemnitz.de

30 Epochen Prozessorzeit ist in Epochen unterteilt Epochenbeginn: alle lauffähige Prozess haben ihr Zeitquantum erhalten Epochenende: alle lauffähigen Prozesse haben ihr Zeitquantum verbraucht Zeitquanten (Zeitscheiben) variieren mit den Prozessen und Epochen Jeder Prozess besitzt eine einstellbare Zeitquantumbasis nice(2) 20 Ticks 210 ms das Zeitquantum eines Prozesses nimmt periodisch ab Der Linux-Scheduler berechnet die Güte (goodness) jedes laufbereiten Prozesses und wählt aus Güte = 0: Prozess hat sein Quantum verbraucht 0 < Güte < 1000: konventioneller Prozess mit Restquantum in dieser Epoche Güte > 1000: Echtzeit-Prozess SoSe 2017 P. Tröger / M. Werner 30 / 45 osg.informatik.tu-chemnitz.de

31 Gütefunktion (kernel/sched.c, Linux 2.4.0) static inline intgoodness (p, this_cpu, this_mm ) { int weight = -1; if (p-> policy == SCHED_OTHER ) { weight = p-> counter ; if (! weight ) goto out; if (p->mm == this_mm!p->mm) weight += 1; weight += 20 -p-> nice ; goto out; } weight = p-> rt_priority ; out : return weight ; } SoSe 2017 P. Tröger / M. Werner 31 / 45 osg.informatik.tu-chemnitz.de

32 Gütefunktion (kernel/sched.c, Linux 2.4.0) static inline intgoodness (p, this_cpu, this_mm ) { int weight = -1; if (p-> policy == SCHED_OTHER ) { weight = p-> counter ; if (! weight ) goto out; if (p->mm == this_mm!p->mm) weight += 1; weight += 20 -p-> nice ; goto out; } weight = p-> rt_priority ; out : return weight ; } verbleibende Zeit in der Epoche SoSe 2017 P. Tröger / M. Werner 31 / 45 osg.informatik.tu-chemnitz.de

33 Diskussion Betriebssysteme Scheduling Schnelle Ermittlung des nächsten Prozesses bei wenigen Prozessen Bearbeitung aller Prozesse bei Ermittlung des nächsten Prozesses Bearbeitung aller Prozesse bei Ende einer Epoche Ansatz einer Echtzeit-Priorisierung Problem: Laut Benchmarking verbringt der Kern 37-55% in der goodness-funktion schlechte Skalierbarkeit SoSe 2017 P. Tröger / M. Werner 32 / 45 osg.informatik.tu-chemnitz.de

34 Linux-O(1)-Scheduler Probleme führten zur Entwicklung des O(1)-Schedulers ab Linux 2.6 Ziele: Bessere Skalierbarkeit SMP Eine Run-Queue pro Prozessor mit zwei Prioritäts-Arrays: Array für alle Prozesse mit positivem Quantum Array für alle Prozesse mit verbrauchtem Quantum Jedes Array besteht aus einer Bitmap und eine Queue von lauffähigen Prozessen für jeden Prioritätslevel ein Bit für jeden Prioritätslevel Vertauschen des Pointers zwischen den beiden Arrays, wenn keine Prozesse mit Quantum mehr vorhanden SoSe 2017 P. Tröger / M. Werner 33 / 45 osg.informatik.tu-chemnitz.de

35 Linux-O(1)-Scheduler (Forts.) Wieder hat jeder Prozess ein Zeitquantum Quantum hängt von Priorität ab #define BASE_TIMESLICE (p) ( MIN_TIMESLICE + \ (( MAX_TIMESLICE - MIN_TIMESLICE ) * \ ( MAX_PRIO -1 - (p)-> static_prio ) / ( MAX_USER_PRIO -1))) Priorität wird bei Start zugeordnet (nice) und ändert sich um maximal ±5 CPU-bound Prozesse werden bestraft I/O-bound Prozesse (mit I/O) werden belohnt Zusätzlich: Interaktive Prozesse erhalten jede Millisekunde ihr Quantum aufgefüllt SoSe 2017 P. Tröger / M. Werner 34 / 45 osg.informatik.tu-chemnitz.de

36 Prioritätsarray Betriebssysteme Scheduling Finden des höchstpriorisierten Prozesses reduziert sich auf Finden des ersten gesetzten Bites unabhängig von Anzahl der Prozesse find_first_set() kann effizient implementiert werden Innerhalb einer Priorität wird Round Robin genutzt SoSe 2017 P. Tröger / M. Werner 35 / 45 osg.informatik.tu-chemnitz.de

37 4.3.3 Scheduling in Windows Scheduling und Prozessumschaltung basieren auf Threads Keine zentrale Funktion für Scheduling Verschiedene Teile des Kerns reagieren auf Ereignisse Umschaltung in folgenden Fällen: Thread wird bereit zur Ausführung Thread wechselt in bereit oder wartend Priorität eines Threads ändert sich Affinität eines Threads ändert sich SoSe 2017 P. Tröger / M. Werner 36 / 45 osg.informatik.tu-chemnitz.de

38 Prioritäten Betriebssysteme Scheduling Auch Windows (NT und folgende) verwendet eine verdrängende, auf Prioritäten und Zeitscheiben beruhende Umschaltstrategie Es werden 32 Kernel-Prioritäten unterschieden: Subsystem für Windows hat eigene Prioritätsklassen (Real-time, High, Above Normal,... ) Werden den Kernel-Prioritäten zugeordnet Windows-Programme können bestimmte Prioritäten nie erreichen SoSe 2017 P. Tröger / M. Werner 37 / 45 osg.informatik.tu-chemnitz.de

39 Prioritäten (Forts.) Wird ein Thread laufbereit, der eine höhere Priorität hat als der derzeitig laufende, wird der laufende verdrängt Verdrängte Threads werden an den Anfang der Warteschlange für die jeweilige Priorität gestellt Normale Threads behalten ihr Restquantum Echtzeitthreads erhalten ihr Quantum aufgefüllt Threads mit verbrauchten Quantum werden ans Ende der Warteschlange gestellt Falls ein Thread eine Priorität über seiner Basispriorität hat, wird die Priorität dekrementiert SoSe 2017 P. Tröger / M. Werner 38 / 45 osg.informatik.tu-chemnitz.de

40 Prioritäten (Forts.) Auch in Windows werden Prioritäten dynamisch angepasst Grundidee der Basispriorität und aktuellen Priorität Priority boost für einen gewissen Zeitraum: nach Beendigung eines E/A-Auftrags nach Warten auf Events, wait(), Semaphore etc. nach einer Fensteraktivität wenn ein Thread sehr lange (3-4 Sekunden) nicht aktiv war (Starvation-Verhinderung) Der Boost-Level wird nach jeder Zeitscheibe bis zur Basispriorität verringert Gilt nicht für Thread mit Echtzeitprioritäten Vorhersagbares Systemverhalten Typische Werte: 1 (Festplatte, CD, Video), 2 (Netzwerk), 6 (Tastatur, Maus), 8 (Audio) SoSe 2017 P. Tröger / M. Werner 39 / 45 osg.informatik.tu-chemnitz.de

41 Priority Boost quantum' Priority'decay' at'quantum'end' Priority' Base' Priority' Boost' upon' wait' complete' Run' Wait' Run' Preempt' (before' quantum' end)' Round;robin'at' base'priority' Run' Time' SoSe 2017 P. Tröger / M. Werner 40 / 45 osg.informatik.tu-chemnitz.de

42 Zeitscheiben Betriebssysteme Scheduling Neben den Prioritäten werden in Windows auch die Zeitscheiben manipuliert Verlängerung der Zeitscheiben für Anwendung im Vordergrund quantum boost Standard nur in Workstation-Variante (nicht bei Server) Bei Starvation-Gefahr um Faktor 2 Einstellbarer Faktor 6, 12 oder 18 Timerticks (normal: 2 Timerticks) SoSe 2017 P. Tröger / M. Werner 41 / 45 osg.informatik.tu-chemnitz.de

43 Multiprozessor-Systeme Konzept logischer Prozessor berücksichtigt Hyperthreading, multi-core, NUMA und SMP-Systeme Thread können auf jedem Prozessor laufen Jeder Thread hat einen idealen Prozessor, wird beim Erzeugen rotierend vergeben Scheduling bemüht sich, Threads auf einem Prozessor zu halten (soft affinity) Scheduling-Datenstrukturen jeweils pro Prozessor Threads können fest an Kern gebunden werden (hard affinity) Affinity collision: Beschränkung der möglichen Prozessoren verletzt die Regel, dass immer der Thread mit der höchsten Priorität ausgeführt wird Jeder Prozessor kann anderen Prozessor zur Umschaltung zwingen Berücksichtigung von (NUMA)-Architekturen durch Prozessorgruppen SoSe 2017 P. Tröger / M. Werner 42 / 45 osg.informatik.tu-chemnitz.de

44 Core Parking Betriebssysteme Scheduling Klassisches Scheduling verteilt Arbeitslast über alle logischen Prozessoren Bei geringer Auslastung müssen trotzdem alle Hardware-Ressourcen aktiv sein Core parking nutzt seit Windows 7 so wenig Prozessoren wie möglich Kann durch Setzen der Affinitätsmaske deaktiviert werden Scheduler berücksichtigt Informationen aus dem Energiemanagement Berücksichtigung der socket topology: Wenn alle Kerne eines Prozessors ungenutzt sind, kann der Prozessor deaktiviert werden Mehrere Prozessoren + NUMA: Ein Prozessor bleibt immer aktiv, um schnellen Speicherzugriff zu ermöglichen SoSe 2017 P. Tröger / M. Werner 43 / 45 osg.informatik.tu-chemnitz.de

45 Diskussion Windows Darstellung hier vereinfacht, es gibt noch zwei (nichtobligatorische) Ebenen: Jobs und Sehnen (fiber) Jobs: Zusammenfassung von Prozessen um gemeinsames Ressourcenmanagement zu vereinfachen Fiber: User-Space Thread, (eigentlich) Co-Routine, kann zwischen (Kernel-)Threads wechseln Kein einzelner Scheduler Code ist über den Kernel verteilt Algorithmus ist eher unübersichtlich, aber erfahrungsoptimiert quantitative Analyse schwierig Ansätze für Echtzeitscheduling SoSe 2017 P. Tröger / M. Werner 44 / 45 osg.informatik.tu-chemnitz.de

46 Anhang A: Literatur Anhang A: Literatur [Sta04] W. Stallings. Operating Systems: Internals and Design Principles. Prentice Hall, 2004, Chapter 9 & 10 [Tan08] A. Tanenbaum. Modern Operating Systems. Prentice Hall, 2008, Sections 2.4, 10.3, & 11.4 [RS05] Mark E. Russinovich und David A. Solomon. Microsoft Windows Internals. Microsoft Press, 2005, Chapter 6 SoSe 2017 P. Tröger / M. Werner 45 / 45 osg.informatik.tu-chemnitz.de