Sistemas Operacionais Multimídia Aula 12. Gerência de Processos Mapeamento de processos sobre recursos de acordo com política de escalonamento Possíveis.

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1 Sistemas Operacionais Multimídia Aula 12

2 Gerência de Processos Mapeamento de processos sobre recursos de acordo com política de escalonamento Possíveis estados de um processo: –Idle: estado inicial –Blocked: esperando por um evento, i.e., falta algum recurso para o processamento –Ready-to-run: com todos os recursos, precisando apenas do processador –Running

3 Gerência de Processos (cont.) O gerenciador de processos é o escalonador O dispatcher gerencia a fila de processos ready-to-run, ou seja, a transição de ready- to-run para run O próximo processo a executar é escolhido de acordo com uma política de prioridade –entre dois processos de mesma prioridade, é escolhido o que estiver pronto a mais tempo

4 Gerência de Processos (cont.) Não há (nem um futuro próximo) sistemas operacionais multimídia comerciais Os sistemas multitasking existentes serão a base para o processamento de mídias contínuas, por exemplo Os sistemas existentes devem lidar com a manipulação de dados multimídia

5 Gerência de Processos de Tempo Real Em sistemas operacionais convencionais: –melhoras através de classes especiais de prioridade para processos de tempo-real, è insuficientes para aplicações multimídia

6 Requisitos de Processamento de Tempo Real Processamento de dados de mídias contínuas deve ocorrer em intervalos (normalmente periódicos) pré-determinados O gerente de processos de tempo-real determina um escala para a CPU que permite fazer reservas e dar garantias de processamento O problema é encontrar um escalonador para escalonar todas as tarefas de mídia contínua, fazendo-as respeitar seus deadlines

7 Requisitos (cont.) Objetivos conflitantes no escalonamento de tarefas multimídia: –um processo não-crítico não deve morrer de fome porque processos de tempo-crítico são executados –um processo de tempo-crítico nunca deve ser sujeito a inversão de prioridade

8 Requisitos (cont.) Além do overhead causado pelo teste de escalonabilidade e estabelecimento da conexão, os custos de escalonamento de mensagens devem ser minimizados O overhead gerado pelo escalonamento e pelo S.O. faz parte do tempo de processamento –deve ser adicionado ao tempo de processamento das tarefas de tempo-real Em sistemas de tempo-real, há pontos de dependência entre aplicações e S.O.

9 Escalonamento de Tempo-Real O objetivo do escalonamento tradicional é alcançar –ótimo throughput –ótima utilização de recursos –enfileiramento justo O principal objetivo de tarefas de tempo- real é prover uma escala que permita que processos de tempo-crítico sejam processados a tempo, de acordo com seus deadlines

10 Escalonamento: Modelo Componentes essenciais: –recursos –tarefas –objetivos de escalonamento Tarefa: entidade escalonável do sistema Parâmetros de um tarefa T: –s: ponto inicial –e: tempo de processamento –d: deadline –p: período 0 <= e <= d <= p

11 Caracterização de Tarefas Periódicas e d p

12 Escalonamento (cont.) Tarefas podem ser –preemptivas: podem ser interrompidas por tarefa de maior prioridade –não-preemptivas: liberam o processador voluntariamente Se um algoritmo de escalonamento garante uma tarefa, significa que esta tarefa respeitará seu deadline

13 Escalonamento (cont.) Para garantir tarefas, deve ser possível checar a escalonabilidade de tarefas recém chegadas Um métrica de desempenho de um algoritmo de escalonamento de tempo-real é a razão de garantias - número total de tarefas garantidas versus o número de tarefas que poderiam ser processadas

14 Escalonamento de Tarefas de Mídias Contínuas: Protótipos de S.O. YARTOS: Yet Another Real Time Operating System –University of North Carolina at Chapel Hill –kernel para suportar aplicações de conferência –Algoritmo preemptivo ótimo –Desenvolvido para um único processador –Duas noções de deadline: deadline para aquisição do processador deadline para execução de operações em recursos

15 YARTOS (cont.) –Para evitar inversão de prioridade: deadlines separados para operações de diferentes tarefas em recursos compartilhados é garantido que nenhum recurso compartilhado é acessado simultaneamente (apenas uma tarefa por vez) um recurso compartilhado é ocupado por uma única tarefa apenas o absolutamente necessário

16 Protótipos (cont.) Three Class Scheduler –Desenvolvido na DEC, como parte de um serviço de vídeo-sob-demanda –3 classes de tarefas escalonáveis: isócrona: mais alta prioridade tempo real propósito geral: baixa prioridade e preemptiva –tarefas isócronas e de tempo real só são interrompidas (preemptivas) em “janelas de preempção”

17 Three Class Scheduler (cont.) –A classe de tempo-real é apropriada para tarefas que requerem garantias de throughput e atraso limitado –A classe isócrona suporta tarefas de tempo-real periódicas que requerem garantias de desempenho para throughput, latência limitada e baixo jitter

18 Outros Protótipos Split-level Scheduler –University of California at Berkeley –Objetivo: melhor suporte a aplicações multimídia –Política de escalonamento: deadline/workahead scheduling ARTS: Advanced Real Time Technology Operating System Meta-scheduler –IBM, Heidelberg –AIX e OS/2 –Processamento em tempo-real de mídias contínuas