Ütemezési algoritmusok (FCFS, SJF, RR)

Az előadások a következő témára: "Ütemezési algoritmusok (FCFS, SJF, RR)"— Előadás másolata:

1 Ütemezési algoritmusok (FCFS, SJF, RR)
Többfeladatos (multitask) rendszereknél a folyamatok közötti átkapcsolást, azaz a környezetváltást az alacsony szintű ütemezési algoritmusok végzik. Általában a gyakorlatban többféle módszer kombinációját alkalmazzák. A továbbiakban az átlagos várakozási idő alapján vizsgáljuk a következő alap algoritmusokat: FCFS (First Come First Served) SJF (Shortest Job First) RR (Round Robin)

2 FCFS

3 Elõbb jött - elõbb fut First Come First Served - FCFS
A folyamatok érkezési sorrendjükben kapják meg a processzort Elõny: a legegyszerûbb stratégia Hátrány: a folyamatok várakozási, fordulási ideje nagymértékben függ a folyamatok érkezési sorrendjétõl lassú kamion effektus csorda hatás

4 Átlagos várakozási idõ számítás - FCFS
Határozza meg az alábbi terhelés esetén az átlagos várakozási idõ értékét! PR. ÉRK. CPU IDÕ IGÉNY P P P P

5 Átlagos várakozási idõ számítás - FCFS
PR. ÉRK. CPU IDÕ IGÉNY P P P P PR. ÉRK. CPU KEZD. BEF. VÁRAKOZÁSI IDÕ IDÕ IGÉNY IDÕPONT (KEZD. - ÉRK.)

6 Átlagos várakozási idõ számítás - FCFS
PR. ÉRK. CPU IDÕ IGÉNY P P P P PR. ÉRK. CPU KEZD. BEF. VÁRAKOZÁSI IDÕ IDÕ IGÉNY IDÕPONT (KEZD. - ÉRK.) P

7 Átlagos várakozási idõ számítás - FCFS
PR. ÉRK. CPU IDÕ IGÉNY P P P P PR. ÉRK. CPU KEZD. BEF. VÁRAKOZÁSI IDÕ IDÕ IGÉNY IDÕPONT (KEZD. - ÉRK.) P

8 Átlagos várakozási idõ számítás - FCFS
PR. ÉRK. CPU IDÕ IGÉNY P P P P PR. ÉRK. CPU KEZD. BEF. VÁRAKOZÁSI IDÕ IDÕ IGÉNY IDÕPONT (KEZD. - ÉRK.) P

9 Átlagos várakozási idõ számítás - FCFS
PR. ÉRK. CPU IDÕ IGÉNY P P P P PR. ÉRK. CPU KEZD. BEF. VÁRAKOZÁSI IDÕ IDÕ IGÉNY IDÕPONT (KEZD. - ÉRK.) P

10 Átlagos várakozási idõ számítás - FCFS
PR. ÉRK. CPU IDÕ IGÉNY P P P P PR. ÉRK. CPU KEZD. BEF. VÁRAKOZÁSI IDÕ IDÕ IGÉNY IDÕPONT (KEZD. - ÉRK.) P P

11 Átlagos várakozási idõ számítás - FCFS
PR. ÉRK. CPU IDÕ IGÉNY P P P P PR. ÉRK. CPU KEZD. BEF. VÁRAKOZÁSI IDÕ IDÕ IGÉNY IDÕPONT (KEZD. - ÉRK.) P P

12 Átlagos várakozási idõ számítás - FCFS
PR. ÉRK. CPU IDÕ IGÉNY P P P P PR. ÉRK. CPU KEZD. BEF. VÁRAKOZÁSI IDÕ IDÕ IGÉNY IDÕPONT (KEZD. - ÉRK.) P P

13 Átlagos várakozási idõ számítás - FCFS
PR. ÉRK. CPU IDÕ IGÉNY P P P P PR. ÉRK. CPU KEZD. BEF. VÁRAKOZÁSI IDÕ IDÕ IGÉNY IDÕPONT (KEZD. - ÉRK.) P P

14 Átlagos várakozási idõ számítás - FCFS
PR. ÉRK. CPU IDÕ IGÉNY P P P P PR. ÉRK. CPU KEZD. BEF. VÁRAKOZÁSI IDÕ IDÕ IGÉNY IDÕPONT (KEZD. - ÉRK.) P P P

15 Átlagos várakozási idõ számítás - FCFS
PR. ÉRK. CPU IDÕ IGÉNY P P P P PR. ÉRK. CPU KEZD. BEF. VÁRAKOZÁSI IDÕ IDÕ IGÉNY IDÕPONT (KEZD. - ÉRK.) P P P P

16 Átlagos várakozási idõ számítás - FCFS
PR. ÉRK. CPU IDÕ IGÉNY P P P P PR. ÉRK. CPU KEZD. BEF. VÁRAKOZÁSI IDÕ IDÕ IGÉNY IDÕPONT (KEZD. - ÉRK.) P P P P ___________ 56

17 Átlagos várakozási idõ számítás - FCFS
PR. ÉRK. CPU IDÕ IGÉNY P P P P PR. ÉRK. CPU KEZD. BEF. VÁRAKOZÁSI IDÕ IDÕ IGÉNY IDÕPONT (KEZD. - ÉRK.) P P P P ___________ 56 ÁTLAGOS VÁRAKOZÁSI IDÕ: 56 / 4 = 14

18 SJF

19 A legrövidebb elõnyben Shortest Job First - SJF
A CPU-t egy folyamat befejezõdése után a legrövidebbnek adja oda (ha több ilyen van, FCFS szerint választ közülük) Elõny: a legrövidebb az átlagos várakozási idõ Hátrány: KIÉHEZTETÉS (hosszú folyamaté) Tudni kell ELÕRE a folyamat hosszát kötegelt rendszereknél (ált. itt van SJF) programozói becslés idõosztásos rendszereknél matematikai statisztikai becslés mi történjen, ha a becslés rossz?

20 Átlagos várakozási idõ számítás - SJF
Határozza meg az alábbi terhelés esetén az átlagos várakozási idõ értékét! PR. ÉRK. CPU IDÕ IGÉNY P P P P

21 Átlagos várakozási idõ számítás - SJF
PR. ÉRK. CPU IDÕ IGÉNY P P P P PR. ÉRK. CPU KEZD. BEF. VÁR. VÁRÓ LEG- IDÕ IGÉNY IDÕPONT IDÕ PROC RÖVIDEBB

22 Átlagos várakozási idõ számítás - SJF
PR. ÉRK. CPU IDÕ IGÉNY P P P P PR. ÉRK. CPU KEZD. BEF. VÁR. VÁRÓ LEG- IDÕ IGÉNY IDÕPONT IDÕ PROC RÖVIDEBB P

23 Átlagos várakozási idõ számítás - SJF
PR. ÉRK. CPU IDÕ IGÉNY P P P P PR. ÉRK. CPU KEZD. BEF. VÁR. VÁRÓ LEG- IDÕ IGÉNY IDÕPONT IDÕ PROC RÖVIDEBB P P2(8), P3(36)

24 Átlagos várakozási idõ számítás - SJF
PR. ÉRK. CPU IDÕ IGÉNY P P P P PR. ÉRK. CPU KEZD. BEF. VÁR. VÁRÓ LEG- IDÕ IGÉNY IDÕPONT IDÕ PROC RÖVIDEBB P P2(8), P3(36) P2

25 Átlagos várakozási idõ számítás - SJF
PR. ÉRK. CPU IDÕ IGÉNY P P P P PR. ÉRK. CPU KEZD. BEF. VÁR. VÁRÓ LEG- IDÕ IGÉNY IDÕPONT IDÕ PROC RÖVIDEBB P P2(8), P3(36) P2

26 Átlagos várakozási idõ számítás - SJF
PR. ÉRK. CPU IDÕ IGÉNY P P P P PR. ÉRK. CPU KEZD. BEF. VÁR. VÁRÓ LEG- IDÕ IGÉNY IDÕPONT IDÕ PROC RÖVIDEBB P P2(8), P3(36) P2 P

27 Átlagos várakozási idõ számítás - SJF
PR. ÉRK. CPU IDÕ IGÉNY P P P P PR. ÉRK. CPU KEZD. BEF. VÁR. VÁRÓ LEG- IDÕ IGÉNY IDÕPONT IDÕ PROC RÖVIDEBB P P2(8), P3(36) P2 P P3(36), P4(10)

28 Átlagos várakozási idõ számítás - SJF
PR. ÉRK. CPU IDÕ IGÉNY P P P P PR. ÉRK. CPU KEZD. BEF. VÁR. VÁRÓ LEG- IDÕ IGÉNY IDÕPONT IDÕ PROC RÖVIDEBB P P2(8), P3(36) P2 P P3(36), P4(10) P4

29 Átlagos várakozási idõ számítás - SJF
PR. ÉRK. CPU IDÕ IGÉNY P P P P PR. ÉRK. CPU KEZD. BEF. VÁR. VÁRÓ LEG- IDÕ IGÉNY IDÕPONT IDÕ PROC RÖVIDEBB P P2(8), P3(36) P2 P P3(36), P4(10) P4

30 Átlagos várakozási idõ számítás - SJF
PR. ÉRK. CPU IDÕ IGÉNY P P P P PR. ÉRK. CPU KEZD. BEF. VÁR. VÁRÓ LEG- IDÕ IGÉNY IDÕPONT IDÕ PROC RÖVIDEBB P P2(8), P3(36) P2 P P3(36), P4(10) P4 P

31 Átlagos várakozási idõ számítás - SJF
PR. ÉRK. CPU IDÕ IGÉNY P P P P PR. ÉRK. CPU KEZD. BEF. VÁR. VÁRÓ LEG- IDÕ IGÉNY IDÕPONT IDÕ PROC RÖVIDEBB P P2(8), P3(36) P2 P P3(36), P4(10) P4 P P3(36) P3

32 Átlagos várakozási idõ számítás - SJF
PR. ÉRK. CPU IDÕ IGÉNY P P P P PR. ÉRK. CPU KEZD. BEF. VÁR. VÁRÓ LEG- IDÕ IGÉNY IDÕPONT IDÕ PROC RÖVIDEBB P P2(8), P3(36) P2 P P3(36), P4(10) P4 P P3(36) P3

33 Átlagos várakozási idõ számítás - SJF
PR. ÉRK. CPU IDÕ IGÉNY P P P P PR. ÉRK. CPU KEZD. BEF. VÁR. VÁRÓ LEG- IDÕ IGÉNY IDÕPONT IDÕ PROC RÖVIDEBB P P2(8), P3(36) P2 P P3(36), P4(10) P4 P P3(36) P3 P

34 Átlagos várakozási idõ számítás - SJF
PR. ÉRK. CPU IDÕ IGÉNY P P P P PR. ÉRK. CPU KEZD. BEF. VÁR. VÁRÓ LEG- IDÕ IGÉNY IDÕPONT IDÕ PROC RÖVIDEBB P P2(8), P3(36) P2 P P3(36), P4(10) P4 P P3(36) P3 P ___________ 30

35 Átlagos várakozási idõ számítás - SJF
PR. ÉRK. CPU IDÕ IGÉNY P P P P PR. ÉRK. CPU KEZD. BEF. VÁR. VÁRÓ LEG- IDÕ IGÉNY IDÕPONT IDÕ PROC RÖVIDEBB P P2(8), P3(36) P2 P P3(36), P4(10) P4 P P3(36) P3 P ___________ 30 ÁTLAGOS VÁRAKOZÁSI IDÕ: 30 / 4 = 7,5

36 RR

37 Körbenforgó Round Robin - RR
A folyamatokat egy zárt körbe szervezzük, és minden folyamat egy elõre rögzített maximális idõre (IDÕSZELET - time slice) kapja meg a processzort, majd visszaáll a sor végére Tipikusan az interaktív rendszerek stratégiája Kombinálható prioritások bevezetésével (minden prioritási szintnek “saját köre“ van) Elõny: egyszerû algoritmus nincs kiéheztetés Hátrány: az idõszelet lejártakor a folyamat állapotát el kell menteni - idõveszteség

38 Átlagos várakozási idõ számítás - RR
Határozza meg az alábbi terhelés esetén az átlagos várakozási idõ értékét, ha az idõszelet 10! PR. ÉRK. CPU IDÕ IGÉNY P P P P

39 Átlagos várakozási idõ számítás - RR
PR. ÉRK. CPU IDÕ IGÉNY P P P P PR. ÉRK. CPU KEZD. BEF. VÁR. MARAD. VÁRÓ IDÕ IGÉNY IDÕPONT IDÕ IDÕ PROC.

40 Átlagos várakozási idõ számítás - RR
PR. ÉRK. CPU IDÕ IGÉNY P P P P PR. ÉRK. CPU KEZD. BEF. VÁR. MARAD. VÁRÓ IDÕ IGÉNY IDÕPONT IDÕ IDÕ PROC.

41 Átlagos várakozási idõ számítás - RR
PR. ÉRK. CPU IDÕ IGÉNY P P P P PR. ÉRK. CPU KEZD. BEF. VÁR. MARAD. VÁRÓ IDÕ IGÉNY IDÕPONT IDÕ IDÕ PROC. P

42 Átlagos várakozási idõ számítás - RR
PR. ÉRK. CPU IDÕ IGÉNY P P P P PR. ÉRK. CPU KEZD. BEF. VÁR. MARAD. VÁRÓ IDÕ IGÉNY IDÕPONT IDÕ IDÕ PROC. P

43 Átlagos várakozási idõ számítás - RR
PR. ÉRK. CPU IDÕ IGÉNY P P P P PR. ÉRK. CPU KEZD. BEF. VÁR. MARAD. VÁRÓ IDÕ IGÉNY IDÕPONT IDÕ IDÕ PROC. P

44 Átlagos várakozási idõ számítás - RR
PR. ÉRK. CPU IDÕ IGÉNY P P P P PR. ÉRK. CPU KEZD. BEF. VÁR. MARAD. VÁRÓ IDÕ IGÉNY IDÕPONT IDÕ IDÕ PROC. P P2

45 Átlagos várakozási idõ számítás - RR
PR. ÉRK. CPU IDÕ IGÉNY P P P P PR. ÉRK. CPU KEZD. BEF. VÁR. MARAD. VÁRÓ IDÕ IGÉNY IDÕPONT IDÕ IDÕ PROC. P P2, P1

46 Átlagos várakozási idõ számítás - RR
PR. ÉRK. CPU IDÕ IGÉNY P P P P PR. ÉRK. CPU KEZD. BEF. VÁR. MARAD. VÁRÓ IDÕ IGÉNY IDÕPONT IDÕ IDÕ PROC. P P2, P1

47 Átlagos várakozási idõ számítás - RR
PR. ÉRK. CPU IDÕ IGÉNY P P P P PR. ÉRK. CPU KEZD. BEF. VÁR. MARAD. VÁRÓ IDÕ IGÉNY IDÕPONT IDÕ IDÕ PROC. P P2, P1 P

48 Átlagos várakozási idõ számítás - RR
PR. ÉRK. CPU IDÕ IGÉNY P P P P PR. ÉRK. CPU KEZD. BEF. VÁR. MARAD. VÁRÓ IDÕ IGÉNY IDÕPONT IDÕ IDÕ PROC. P P2, P1 P P1, P3

49 Átlagos várakozási idõ számítás - RR
PR. ÉRK. CPU IDÕ IGÉNY P P P P PR. ÉRK. CPU KEZD. BEF. VÁR. MARAD. VÁRÓ IDÕ IGÉNY IDÕPONT IDÕ IDÕ PROC. P P2, P1 P P1, P3 P1* (10) 4

50 Átlagos várakozási idõ számítás - RR
PR. ÉRK. CPU IDÕ IGÉNY P P P P PR. ÉRK. CPU KEZD. BEF. VÁR. MARAD. VÁRÓ IDÕ IGÉNY IDÕPONT IDÕ IDÕ PROC. P P2, P1 P P1, P3 P1* (10)

51 Átlagos várakozási idõ számítás - RR
PR. ÉRK. CPU IDÕ IGÉNY P P P P PR. ÉRK. CPU KEZD. BEF. VÁR. MARAD. VÁRÓ IDÕ IGÉNY IDÕPONT IDÕ IDÕ PROC. P P2, P1 P P1, P3 P1* (10) P3, P4

52 Átlagos várakozási idõ számítás - RR
PR. ÉRK. CPU IDÕ IGÉNY P P P P PR. ÉRK. CPU KEZD. BEF. VÁR. MARAD. VÁRÓ IDÕ IGÉNY IDÕPONT IDÕ IDÕ PROC. P P2, P1 P P1, P3 P1* (10) P3, P4 P P4

53 Átlagos várakozási idõ számítás - RR
PR. ÉRK. CPU IDÕ IGÉNY P P P P PR. ÉRK. CPU KEZD. BEF. VÁR. MARAD. VÁRÓ IDÕ IGÉNY IDÕPONT IDÕ IDÕ PROC. P P2, P1 P P1, P3 P1* (10) P3, P4 P P4, P3

54 Átlagos várakozási idõ számítás - RR
PR. ÉRK. CPU IDÕ IGÉNY P P P P PR. ÉRK. CPU KEZD. BEF. VÁR. MARAD. VÁRÓ IDÕ IGÉNY IDÕPONT IDÕ IDÕ PROC. P P2, P1 P P1, P3 P1* (10) P3, P4 P P4, P3 P P3

55 Átlagos várakozási idõ számítás - RR
PR. ÉRK. CPU IDÕ IGÉNY P P P P PR. ÉRK. CPU KEZD. BEF. VÁR. MARAD. VÁRÓ IDÕ IGÉNY IDÕPONT IDÕ IDÕ PROC. P P2, P1 P P1, P3 P1* (10) P3, P4 P P4, P3 P P3 P3* (32) P3

56 Átlagos várakozási idõ számítás - RR
PR. ÉRK. CPU IDÕ IGÉNY P P P P PR. ÉRK. CPU KEZD. BEF. VÁR. MARAD. VÁRÓ IDÕ IGÉNY IDÕPONT IDÕ IDÕ PROC. P P2, P1 P P1, P3 P1* (10) P3, P4 P P4, P3 P P3 P3* (32) P3 P3* (52) P3

57 Átlagos várakozási idõ számítás - RR
PR. ÉRK. CPU IDÕ IGÉNY P P P P PR. ÉRK. CPU KEZD. BEF. VÁR. MARAD. VÁRÓ IDÕ IGÉNY IDÕPONT IDÕ IDÕ PROC. P P2, P1 P P1, P3 P1* (10) P3, P4 P P4, P3 P P3 P3* (32) P3 P3* (52) P3 P3* (62)

58 Átlagos várakozási idõ számítás - RR
PR. ÉRK. CPU IDÕ IGÉNY P P P P PR. ÉRK. CPU KEZD. BEF. VÁR. MARAD. VÁRÓ IDÕ IGÉNY IDÕPONT IDÕ IDÕ PROC. P P2, P1 P P1, P3 P1* (10) P3, P4 P P4, P3 P P3 P3* (32) P3 P3* (52) P3 P3* (62) ___________ 44

59 Átlagos várakozási idõ számítás - RR
PR. ÉRK. CPU IDÕ IGÉNY P P ÁTLAGOS VÁRAKOZÁSI IDÕ: 44 / 4 = 11 P P PR. ÉRK. CPU KEZD. BEF. VÁR. MARAD. VÁRÓ IDÕ IGÉNY IDÕPONT IDÕ IDÕ PROC. P P2, P1 P P1, P3 P1* (10) P3, P4 P P4, P3 P P3 P3* (32) P3 P3* (52) P3 P3* (62) ___________ 44