Scheduling

Question 1

Scheduling Typen

Answer 1

Long-term:
- Entscheidet über Höhe der Parallelität, und
- Verhältnis von I/O- zu CPU-limitierten Prozessen

Medium-term: Wann Prozess(teile) zwischen RAM und Auslagerungsspeicher bewegt werden.

Short-term: Welcher Prozess konkret ausgeführt werden soll

Question 2

Ziele von Short-Term Scheduling

Answer 2

• Kurze Ablaufzeiten
• Kurze Antwortzeiten (wichtig für interaktive Programme)
• Hoher Prozess-Durchsatz (durch minimierten Overhead)
• Fairness

Question 3

Scheduling-Modi

Answer 3

Preemptive: Betriebssystem kann eine laufende Aufgabe unterbrechen und sie gewaltsam von der CPU entfernen, um einer anderen Aufgabe die Ausführung zu ermöglichen. Das Betriebssystem hat die Autorität, eine derzeit ausgeführte Aufgabe zu präemptieren oder zu stoppen.
–> Betriebssystem hat mehr Kontrolle über Taskzuteilung

Non-preemptive: ein laufender Task setzt seine Ausführung fort, bis er die Kontrolle über die CPU freiwillig abgibt oder bis er seine Ausführung beendet. Das Betriebssystem kann eine Aufgabe nicht gewaltsam unterbrechen.
–> Tasks haben mehr Kontrolle darüber, wann sie die CPU freigeben. Tasks müssen die CPU explizit freigeben.

Question 4

Erkläre [Start] und [Dauer] in Prozessen

Answer 4

• Start time gibt an in welchem Zeitslot ein Prozess erstellt wird.
  NB: Er ist frühestens im nächsten Zeitslot
  ausführbar.
• Dauer entspricht der gesamten Servicezeit.

Question 5

First Come First Served

Answer 5

• Wer zuerst kommt, mahlt zuerst.
• Non-preemptive
• Wählt den Prozess mit der längsten Wartezeit

Question 6

Round Robin

Answer 6

• Preemptive mit konstanter Periode
• Geht die verfügbaren Prozesse reihum durch

Question 7

Echtzeit-Scheduling

Answer 7

• Verhalten des Systems ist vorhersehbar und konsistent. Aufgaben werden geplant und ausgeführt, um sicherzustellen, dass ihre zeitlichen Anforderungen zuverlässig erfüllt werden.
• unterliegen strengen Zeitvorgaben
• Korrektheit des Systems hängt (u.a.) vom Erreichen von Deadlines ab.
• Real-time ̸= High-performance!

Question 8

Earliest Deadline First (EDF)

Answer 8

• Preemption zur Ankunftszeit des Prozesses
• Wählt Prozess mit der nächstliegenden Deadline
• Minimiert verpasste Deadlines

Question 9

Rate Monotonic Scheduling

Answer 9

• Preemptive mit fixen Prioritäten für periodische Prozesse
• findet verwendung in RealTime-OS
• Deadlines entsprechen Prozessende
• Perioden bestimmen Prioritäten
  (kürzeste Period → höchste Prio.)
• garantiert, dass Tasks ihre Fristen einhalten, wenn die Systemlast 100% nicht überschreitet.

Question 10

Vorteile und Nachteile von Preemptive Scheduling?

Answer 10

Vorteile:

• bessere Reaktionsfähigkeit, da kritische Tasks ohne Warten auf den Abschluss des aktuellen Tasks ausgeführt werden können.
• Gewährleistet Fairness und verhindert, dass ein einzelner langlaufender Task die CPU monopolisiert.

Nachteile:

• größerer Overhead (Kontextwechsel)
• Komplex in der Implementierung und Verwaltung

Question 11

Vorteile und Nachteile von non-Preemptive Scheduling?

Answer 11

Vorteile:

• Einfacher in der Implementierung und Verwaltung.
• geringerer Overhead

Nachteile:

• schlechtere Reaktionsfähigkeit, wenn eine Aufgabe nicht reagiert oder in eine Endlosschleife gerät.
• Schwierig Fairness zu garantieren