基本情報技術 概論 I 演習 ( 第 13 回 )
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1
ソフトウェア OS の構成と機能
基本情報技術概論 I 演習 ( 第 13 回 )
埼玉大学 理工学研究科 堀山 貴史
期末試験 7/30 ( 木 ) 3,4限 工 -11 ( 要確認 )
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2
ソフトウェアの体系
ユーザ
基本ソフトウェア
(OS)
アプリケーションソフトウェア
ハードウェア
制御プログラム スーパバイザ 制御 ( 管理 ) やユーザプログ
ラム実行の監視 ジョブ管理、タスク管理、記憶
管理 データ管理、運用管理、障害管
理
言語プロセッサ コンパイラ、アセンブラ、インタ
プリタ
サービスプログラム ユーザインタフェース
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制御プログラム (狭義の OS)
スーパバイザ 制御 ( 管理 ) やユーザプログラム実行の監視
ジョブ管理 ジョブ実行順序の制御、ファイルや周辺装置の割
り当て ジョブ … ユーザがコンピュータに与える仕事の単
位
タスク管理 タスク実行の管理、 CPU 使用時間の割り当て タスク … ジョブを細分化したもの
OS が CPU 、 I/O を割り当てる仕事の単位
記憶管理 ( → 次回、詳しくやります )
___________
___________
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テキスト p.202, p.203 例題 1, 2, 3
キーワード
ジョブの実行多重度 ジョブをいくつ同時に実行できるか
スプール 時間のかかる入出力をプログラム実行と
切り離すため、データを退避させておく所例 ) プリンタ スプール、メール スプール
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タスク管理 と マルチタスク
5
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6
タスク1
用語: シングル タスク
シングル タスク ( シングル プログラミング ) 1つのタスクを最後まで実行してから、 次のタスクの実行を開始
CPU I / O CPU I / O
CPUI / OCPUI / Oタスク2
ずっと待っている
CPU
I /O
CPU
I / O
CPU
I / O
CPU
I / O
CPU
I / O
空き
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7
用語: マルチ タスク
シングル タスク
マルチ タスク
CPU
I /O
CPU
I / O
CPU
I / O
CPU
I / O
CPU
I / O
CPU
I /O
CPU
I / O
CPU
I / O
CPU
I / O
CPU
I / O
空き
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用語: マルチ タスク
シングル タスク 1つのプログラムを最後まで実行してから、 次のプログラムの実行を開始
マルチ タスク (マルチ プログラミング) 見かけ上、同時に複数のプログラムを実行 CPU の空き時間を少なくする ⇒ スループットの向上、レスポンスタイム
の短縮・ スループット … 一定時間に処理できる仕事の量・ レスポンスタイム … 応答が返ってくるまでの時間 ( 第 13 回の講義の資料参照 )
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タスク管理
実行可能状態 実行状態
どのタスクに CPU を割り当てるか
CPUでタスクを
実行している
CPUが空けばいつでも実行可
能
タスク生成
タスク実行完了
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・ タイムスライス(CPUを割り当てられた時間)を 使い切る
・ より優先度の高いタスクが生成され、 CPU を奪われる … プリエンプション
タスク管理
実行可能状態 実行状態
ディスパッチングCPUが空くと、次に実行されるべきタスクに CPU が割り当てられる
CPUでタスクを
実行している
CPUが空けばいつでも実行可
能
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タスク管理
実行可能状態 実行状態
待ち状態
入出力など他の作業が終わるのを待って
いる
入出力要求
入出力完了
CPUでタスクを
実行している
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タスクのスケジューリング方法
タスクにどのように CPU を割り当てるか 到着順
到着した順 (他のタスクが来ても中断しない)
優先順 優先順位の高いものから実行する
ラウンドロビン 到着順だが、タイムスライスを使い切っ
たら、 待ち行列の後ろに並ぶ ( 一定時間ごとに、他のタスクに交代す
る )
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表は、 A, B, C の各タスクを単体で実行した場合の
CPU, I/O 占有時間を示している。3つのタスクが同時に実行可能状態になってから、すべてが終了するまでの CPU のアイドル時間を求めなさい。なお、 CPU は1個、各タスクの I/O は並行して処理可能、 OS のオーバヘッドは無視できるものとする。
練習問題: タスク管理 (H12年度 春 )似た問題が色々ありま
す
タスク 優先度 単独実行の占有時間A 高B 中C 低
各タスクともに、 CPU → I/O → CPU5 ms → 8 ms → 2 ms
テキスト p.206 例題 3
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練習問題: タスク管理
タスク 優先度 単独実行の占有時間A 高B 中C 低
各タスクともに、 CPU → I/O → CPU5 ms → 8 ms → 2 ms
CPU
A I/O
B I/O
C I/O
1 ms + 5 ms = 6 ms
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練習問題: タスク管理
テキスト p.208 例題 7
タスク A ( x = x + x )
a1: e ← x
a2: f ← x
a3: g ← e + f
a4: x ← g
タスク B ( x = x × x )
b1: h ← x
b2: i ← x
b3: j ← h × i
b4: x ← j
x = 3 …→ x = 12 ?
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練習問題: タスク管理
CPU
A I/O
B I/O
C I/O
タスク 優先度 CPU → I/O → CPU → I/O → CPUA 高B 中C 低
4 → 4 → 3 → 5 → 32 → 6 → 3 → 6 → 22 → 5 → 3 → 4 → 1
6 + 2 + 3 = 11 ms
テキスト p.209 例題 8
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練習問題: タスク管理 ( つづき )
CPU
A I/O
B I/O
C I/O
タスク 優先度 単独実行の占有時間A 高B 中C 低
各タスクともに、 CPU → I/O → CPU5 ms → 8 ms → 2 ms
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配布場所 http://www.al.ics.saitama-u.ac.jp/horiyama/OCW/
この powerpoint ファイルの著作者 堀山 貴史 2007-2009 [email protected]
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図の著作者 p. 2
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その他 堀山 貴史
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