Alessandro Nakamuta Bruno Guazzelli Batista

Apresentação em tema: "Alessandro Nakamuta Bruno Guazzelli Batista"— Transcrição da apresentação:

1 Avaliação de Desempenho dos Escalonadores de Processos Disponibilizados no Linux
Alessandro Nakamuta Bruno Guazzelli Batista Paulo Sérgio Franco Eustáquio

2 Roteiro Introdução Revisão Bibliográfica Objetivos
Sistemas Operacionais ICMC USP

3 Introdução Computadores modernos podem fazer diversas coisas ao mesmo tempo Apesar do processador executar uma tarefa por vez, esta atividade ocorre tão rápida que dá a ilusão de estar executando várias tarefas ao mesmo tempo Esta troca de tarefas no processador é chamada de escalonamento de processos Sistemas Operacionais ICMC USP

4 Escalonamento de Processos
As regras que o SO considera para que os processos sejam executados constituem a política de escalonamento Através dela que a execução dos processos é conduzida Sistemas Operacionais ICMC USP

5 Escalonamento de Processos
Características que um escalonador de processos deve apresentar: Justiça; Eficiência; Minimizar o Tempo de Resposta; Maximizar Throughput. Sistemas Operacionais ICMC USP

6 Políticas de Escalonamento
FIFO Round-Robin Sistemas Operacionais ICMC USP

7 Políticas de Escalonamento
SJF (Shortest Job First) Menor processo é executado primeiro Aumento de throughput Injusto, pois grandes processos devem aguardar para serem executados Escalonamento com prioridades Considera fatores externos Escalonador pode alterar prioridade dos processos Sistemas Operacionais ICMC USP

8 Avaliação de Desempenho
Toda atividade envolvida no processo computacional pode e deve ser medida e avaliada, a fim de que se possa certificar se ela é adequada à aplicação para a qual foi projetada Tarefa não-trivial Critérios de avaliação são fundamentais para uma boa análise Sistemas Operacionais ICMC USP

9 Técnicas de Avaliação de Desempenho
Técnicas de Modelagem Desenvolvimento de um modelo que represente o sistema real Modelar sistema real completo é complexo, o ideal é modela-lo pensando apenas no que é relevante Simulação: através de programa computacional Analítico: utilização de equações matemáticas Sistemas Operacionais ICMC USP

10 Técnicas de Avaliação de Desempenho
Técnicas de Aferição Coleta de dados de um sistema computacional pronto Desvantagem: Disputa recursos com o sistema que está sendo avaliado 3 técnicas de aferição: Protótipos; Benchmarks; Monitoração. Sistemas Operacionais ICMC USP

11 Parte 2 Sistemas Operacionais ICMC USP

12 Escalonamento no Linux
Processos são divididos em 3 grandes classes: Interativos (iniciados através de uma sessão no terminal); Batch (não são conectados a uma sessão de terminal e são agrupados em uma fila para serem executados sequencialmente); Tempo Real (processos críticos, iniciados durante iniciação do sistema). Sistemas Operacionais ICMC USP

13 Escalonamento no Linux
Divide o tempo de CPU em fatias Processos executam de acordo com a sua fatia de tempo Linux escolhe qual processo deve rodar de acordo com a prioridade do processo Dois tipos de prioridade: Estática: esquema utilizado em processos de Tempo Real. Valor definido pelo usuário e não pode ser alterado pelo escalonador. Valor varia de 1 a 99 Dinâmica: o escalonador monitora o processo e ajusta a sua prioridade para equalizar a utilização da CPU. Escalonador pode alterar prioridade de um processo. Privilegia processos I/O Bound. Processos convencionais tem sempre prioridade inferior aos processos com prioridade estática Sistemas Operacionais ICMC USP

14 Políticas de Escalonamento do Linux
Linux provê 5 políticas diferentes para selecionar um processo: SCHED_FIFO; SCHED_RR; SCHED_OTHER; SCHED_BATCH; SCHED_IDLE. Sistemas Operacionais ICMC USP

15 Políticas de Escalonamento do Linux
SCHED_FIFO: apenas para processos de Tempo Real. Processo libera CPU em 3 situações: Quando termina ou bloqueia; Quando chega outro processo RT com > prioridade Libera processador espontaneamente para um processo de prioridade igual. Sistemas Operacionais ICMC USP

16 Políticas de Escalonamento do Linux
SCHED_RR: ao ser criado o processo é inserido no final da fila correspondente a sua prioridade. Também para processos RT. Libera CPU nas seguintes situações: Quantum esgota; Processo de prioridade superior se torna apto; Libera processador espontaneamente para um processo de prioridade igual. Termina ou bloqueia. Sistemas Operacionais ICMC USP

17 SCHED_FIFO X SCHED_RR Ambos possuem prioridade estática de 1(baixa) a 99(alta); Processos de Tempo Real; Cada política possui sua fila de processos; Escalonamento entre as filas de processos é feito de acordo com a prioridade de um processo. Posso alterar a política de escalonamento de um processo. Sendo assim, um processo que está numa fila que utiliza a política RR pode mudar para uma fila que utiliza a política FIFO. Sistemas Operacionais ICMC USP

18 Políticas de Escalonamento do Linux
SCHED_OTHER É a política de escalonamento padrão do Linux. Possui prioridade estática 0, portanto sempre tem menos prioridade do que as políticas de tempo real. A prioridade entre eles é calculada através de prioridades dinâmicas. Sistemas Operacionais ICMC USP

19 Políticas de Escalonamento do Linux
Essas prioridades são calculadas pelo escalonador através do valor do nice e do tempo de processamento. O valor de nice vai de -20 (maior prioridade) a 19 (menor prioridade) Quanto mais tempo de processamento, menor a prioridade. Com isso o kernel do Linux dá mais preferência a processos I/O-Bound. Sistema multifilas, onde temos uma fila para cada prioridade Sistemas Operacionais ICMC USP

20 Políticas de Escalonamento do Linux
Libera CPU nas situações: Quantum esgota; Processo de prioridade superior se torna apto; Libera processador espontaneamente para um processo de prioridade igual. Termina ou bloqueia; Sistemas Operacionais ICMC USP

21 Políticas de Escalonamento do Linux
SCHED_BATCH Tudo que se falou do SCHED_OTHER se aplica ao SCHED_BATCH. As diferenças fundamentais: Quantum maior Tempo de processamento perde menos prioridade Ideal para sistemas não interativos Sistemas Operacionais ICMC USP

22 Políticas de Escalonamento do Linux
SCHED_IDLE É indicado para processos com pouca prioridade Só vai rodar em ciclos de CPU ociosas Não sobe a prioridade no caso de ficar bastante tempo na fila Os processos podem sofrer starvation Sistemas Operacionais ICMC USP

23 Políticas de Escalonamento do Linux
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24 Escalonamento no Linux
O escalonador do Linux pode ser ativado de 2 formas: Direta: chamada explícita à rotina que implementa o escalonador. Ou seja, uma chamada de sistema para a solicitação de E/S ou sincronização; Lazy: ocorre em 3 situações: Rotina de tratamento de interrupção de tempo aciona o escalonador quando se esgota o quantum; Quando processo de maior prioridade é desbloqueado; O processo em execução libera expontaneamente a CPU, através de uma chamada de sistema do tipo yeld. Sistemas Operacionais ICMC USP

25 Esquema Geral para a Solução do Projeto
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26 Objetivo Estudar o funcionamento do escalonador de processos do Linux;
Avaliar o desempenho do sistema de acordo com as diferentes políticas de escalonamento. Sistemas Operacionais ICMC USP

27 Ambiente Sistema Operacional Linux Ubuntu Server Kernel 2.6.28
Script → interpretador de comandos bash para inicializar todos os processos. Benchmark, onde serão atribuídas diferentes cargas proporcionando diferentes resultados para comparação. Sistemas Operacionais ICMC USP

28 Avaliação O projeto utilizará os seguintes fatores:
Políticas SCHED_FIFO e SCHED_RR; Tipos de processos: I/O Bound e CPU Bound; Prioridades dos processos; Cargas de Trabalho: 100% CPU Bound; 100% I/O Bound; 50% CPU Bound e 50% I/O Bound; 70% CPU Bound e 30% I/O Bound; 30% CPU Bound e 70% I/O Bound; Sistemas Operacionais ICMC USP

29 O que medir? Depende da aplicação e do tipo do sistema Turnaround
Tempo de processamento + Tempo de espera Satisfação do usuário Throughput Relação entre utilização e tempo de resposta. Produtividade do sistema X Satisfação do usuário. Sistemas Operacionais ICMC USP

30 Dúvidas – Sugestões? Obrigado!
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