プロセスのスケジューリング２ リアルタイムスケジューリング もう少し違ったスケジュール法 もう少し違ったスケジュール法 • 要求条件が違うと、 スケジュール法も違ったものが欲しくなる • 例： リアルタイム要求 もう少し違ったスケジュール法 • 要求条件が違うと、 スケジュール法も違ったものが欲しくなる • 例： • ⇒ リアルタイム要求 リアルタイムって？ リアルタイムとは • 訳すると 「実時間」 リアルタイムとは • 訳すると 「実時間」 • 「締切時間を気にする」ということ リアルタイムとは • 訳すると 「実時間」 • 「締切時間を気にする」ということ – ある時間までに処理して欲しい リアルタイムとは • 訳すると 「実時間」 • 「締切時間を気にする」ということ – ある時間までに処理して欲しい – １）「３秒後までに」 「Ｘ時Ｙ分までに」 リアルタイムとは • 訳すると 「実時間」 • 「締切時間を気にする」ということ – ある時間までに処理して欲しい – １）「３秒後までに」 「Ｘ時Ｙ分までに」 • 「タイマーをかけた」というよりは、 その時間内にコンピュータが反応して欲しい リアルタイムとは • 訳すると 「実時間」 • 「締切時間を気にする」ということ – ある時間までに処理して欲しい – １）「３秒後までに」 「Ｘ時Ｙ分までに」 • 「タイマーをかけた」というよりは、 その時間内にコンピュータが反応して欲しい 例： 戦闘機の防御システム 攻撃を受けてからある時間内に反応しないと こちらが被害を受ける リアルタイムとは • 訳すると 「実時間」 • 「締切時間を気にする」ということ – ある時間までに処理して欲しい – １）「３秒後までに」 「Ｘ時Ｙ分までに」 • 「タイマーをかけた」というよりは、 その時間内にコンピュータが反応して欲しい 例： エンジンの燃料噴射制御 状況を0.x秒で分析して、噴射に反映したい 遅いとレスポンスが悪くなる リアルタイムとは • 訳すると 「実時間」 • 「締切時間を気にする」ということ – ある時間までに処理して欲しい – １）「３秒後までに」 「Ｘ時Ｙ分までに」 – ２）「やたら長くはない (適当な) 時間までに」 • 銀行のATMやみどりの窓口 ５分も待たせたら客は帰ってしまうだろう リアルタイムとは • 訳すると 「実時間」 • 「締切時間を気にする」ということ – ある時間までに処理して欲しい – １）「３秒後までに」 「Ｘ時Ｙ分までに」 – ２）「やたら長くはない (適当な) 時間までに」 • 銀行のATMやみどりの窓口 ５分も待たせたら客は帰ってしまうだろう 間に合わなくても破壊的なことにはならないが リアルタイムとは • 訳すると 「実時間」 • 「締切時間を気にする」ということ – ある時間までに処理して欲しい – １）「３秒後までに」 「Ｘ時Ｙ分までに」 – ２）「やたら長くはない (適当な) 時間までに」 –… いろいろあるだろう （前の到着順や処理時間順スケジューリングは いつ実行するのでもよかった） ことば（覚えておこう） • ハードリアルタイム – その時間までに処理できないと 壊滅的な打撃を受けるようなリアルタイム • 兵器の例、機械の制御の例 ことば（覚えておこう） • ハードリアルタイム – その時間までに処理できないと 壊滅的な打撃を受けるようなリアルタイム • 兵器の例、機械の制御の例 • ソフトリアルタイム – その時間までに処理できて欲しいが できなくても壊滅的な打撃は受けない リアルタイム • ATMや窓口の例 リアルタイム・スケジューリング リアルタイム・スケジューリング • リアルタイム（締切）の要求がある時の スケジューリング リアルタイム・スケジューリング • リアルタイム（締切）の要求がある時の スケジューリング 「デッドライン」と呼ぶ リアルタイム・スケジューリング • リアルタイム（締切）の要求がある時の スケジューリング • 先着順 や 処理時間順 は リアルタイムではない リアルタイム・スケジューリング • リアルタイム（締切）要求がある時の スケジューリング • 先着順 や 処理時間順 は リアルタイムではない、なぜなら – 先着順で、前の人の処理が非常に長いと、 自分は何時になるか、分からない リアルタイム・スケジューリング • リアルタイム（締切）要求がある時の スケジューリング • 先着順 や 処理時間順 は リアルタイムではない – 先着順で、前の人の処理が非常に長いと、 自分は何時になるか、分からない – 処理時間順では、処理時間が短い人が 後から次々と到着すると、先に入られて 自分は何時になるか、分からない リアルタイム・スケジューリング • リアルタイム（締切）要求がある時の スケジューリング • 先着順 や 処理時間順 は リアルタイムではない – 先着順で、前の人の処理が非常に長いと、 自分は何時になるか、分からない – 処理時間順では、処理時間が短い人が 後から次々と到着すると、先に入られて 自分は何時になるか、分からない 別のスケジューリング方法が必要 ラウンドロビン・スケジューリング • 一定時間ずつ順番にCPUを割り当てる Ａ Ｂ Ｃ Ｆ Ｅ Ｄ 順番に割り当てる 一定時間経ったら次の人へ ラウンドロビン・スケジューリング • 一定時間ずつ順番にCPUを割り当てる – 一定時間＝「タイムスライス」と呼ぶ – 一定時間CPUを使うと強制的に交代させる Ａ Ｂ Ｃ Ｆ Ｅ Ｄ 順番に割り当てる 一定時間経ったら次の人へ ラウンドロビン・スケジューリング • 一定時間ずつ順番にCPUを割り当てる – 一定時間＝「タイムスライス」と呼ぶ – 一定時間CPUを使うと強制的に交代させる Ａ Ｂ Ｃ Ｆ Ｅ Ｄ 順番に割り当てる 一定時間経ったら次の人へ ラウンドロビンの語源は 自分で調べてみよ ラウンドロビンの性質は？ • リアルタイムか？ Ａ Ｂ Ｃ Ｆ Ｅ Ｄ ラウンドロビンの性質は？ • リアルタイムか？ – 各人は必ずタイムスライス経過で打ち切られる Ａ Ｂ Ｃ Ｆ Ｅ Ｄ ラウンドロビンの性質は？ • リアルタイムか？ – 各人は必ずタイムスライス経過で打ち切られる – タイムスライス×N人で必ず廻ってくる Ａ Ｂ Ｃ Ｆ Ｅ Ｄ ラウンドロビンの性質は？ • リアルタイムか？ – 各人は必ずタイムスライス経過で打ち切られる – タイムスライス×N人で必ず廻ってくる – ⇒ (Ｎが一定なら) 一定時間内に処理される Ａ Ｂ Ｃ Ｆ Ｅ Ｄ ラウンドロビンの性質は？ • リアルタイムか？ – 各人は必ずタイムスライス経過で打ち切られる – タイムスライス×N人で必ず廻ってくる – ⇒ (Ｎが一定なら) 一定時間内に処理される Ａ Ｂ Ｃ Ｆ Ｅ Ｄ ある人がCPUを長時間占有する ことはない （必ず取上げ） ラウンドロビンの性質は？ • リアルタイムか？ – 各人は必ずタイムスライス経過で打ち切られる – タイムスライス×N人で必ず廻ってくる – ⇒ (Ｎが一定なら) 一定時間内に処理される Ａ Ｂ Ｃ Ｆ Ｅ Ｄ ある人がCPUを長時間占有する ことはない （必ず取上げ） プリエンプション ラウンドロビンの性質は？ • リアルタイムか？ – 各人は必ずタイムスライス経過で打ち切られる – タイムスライス×N人で必ず廻ってくる – ⇒ (Ｎが一定なら) 一定時間内に処理される Ａ Ｂ Ｃ Ｆ Ｅ Ｄ ある人がCPUを長時間占有する ことはない （必ず取上げ） Nが増えれば、時間は延びる ⇒ 必ずしも締切は守られない ラウンドロビンの性質は？ • リアルタイムか？ – 各人は必ずタイムスライス経過で打ち切られる – タイムスライス×N人で必ず廻ってくる – ⇒ (Ｎが一定なら) 一定時間内に処理される Ａ ある人がCPUを長時間占有する ことはない （必ず取上げ） Ｂ Ｃ Ｆ Ｅ Ｄ Nが増えれば、時間は延びる ⇒ 必ずしも締切は守られない リアルタイムだが、ハードではない ラウンドロビンの性質は？ • ハードリアルタイムにしたければ？ Ａ Ｂ Ｃ Ｆ Ｅ Ｄ ラウンドロビンの性質は？ • ハードリアルタイムにしたければ？ – 人数を制限する Ａ Ｂ Ｃ Ｆ Ｅ Ｄ ラウンドロビンの性質は？ • ハードリアルタイムにしたければ？ – 人数を制限する • Nを超えないようにする • ⇒ 参加する時の手続きに「関門」を設け、 Nを超えるときは参加させず、 参加をあきらめさせる Ａ Ｂ Ｃ Ｆ Ｅ Ｄ ラウンドロビンの使い道 • 対話型の仕事 (アプリケーション) に使う – WindowsやLinuxで普通に使われている ラウンドロビンの使い道 • 対話型の仕事 (アプリケーション) に使う – WindowsやLinuxで普通に使われている – Windows ⇒ 複数の窓を開く・裏で印刷… • ユーザをあまり待たせずに応答する ラウンドロビンの使い道 • 対話型の仕事 (アプリケーション) に使う – WindowsやLinuxで普通に使われている – Windows ⇒ 複数の窓を開く・裏で印刷… • ユーザをあまり待たせずに応答する – Linux ⇒ サーバーでは多数の相手からの要求を 同時並行に処理するために使う • ユーザをあまり待たせずに応答する ラウンドロビンの使い道 • 対話型の仕事 (アプリケーション) に使う – WindowsやLinuxで普通に使われている – Windows ⇒ 複数の窓を開く・裏で印刷… • ユーザをあまり待たせずに応答する – Linux ⇒ サーバーでは多数の相手からの要求を 同時並行に処理するために使う • ユーザをあまり待たせずに応答する どちらも、ハードリアルタイムではない。 ラウンドロビンの使い道 • 対話型の仕事 (アプリケーション) に使う – WindowsやLinuxで普通に使われている – Windows ⇒ 複数の窓を開く・裏で印刷… • ユーザをあまり待たせずに応答する – Linux ⇒ サーバーでは多数の相手からの要求を 同時並行に処理するために使う • ユーザをあまり待たせずに応答する どちらも、ハードリアルタイムではない。 （参加プロセス数を制限していない） ラウンドロビンの使い道 • 対話型の仕事 (アプリケーション) に使う – WindowsやLinuxで普通に使われている – Windows ⇒ 複数の窓を開く・裏で印刷… • ユーザをあまり待たせずに応答する – Linux ⇒ サーバーでは多数の相手からの要求を 同時並行に処理するために使う • ユーザをあまり待たせずに応答する どちらも、ハードリアルタイムではない。 人間を相手にしているので、ソフトで間に合う ラウンドロビンの使い道 • 対話型の仕事 (アプリケーション) に使う – 銀行のATMやみどりの窓口など ラウンドロビンの使い道 • 対話型の仕事 (アプリケーション) に使う – 銀行のATMやみどりの窓口など – 人間が相手の場合、3～5秒程度は待たせてOK • それ以上になると文句を言う • ATMや予約窓口のアプリは、１つ１つの操作が 中断できない (中断すると途中状態が保存される) ので、タイムスライスによる中断は要注意 ラウンドロビンの使い道 • 対話型の仕事 (アプリケーション) に使う – 銀行のATMやみどりの窓口など – 人間が相手の場合、3～5秒程度は待たせてOK • それ以上になると文句を言う • ATMや予約窓口のアプリは、１つ１つの操作が 中断できない (中断すると途中状態が保存される) ので、タイムスライスによる中断は要注意 これも、完璧なハードリアルタイムでなくてよい。 人間を相手にしているので、ソフトで間に合う 周期的な仕事のあるリアルタイム • もう１つのリアルタイム ⇒ 周期的な仕事 周期的な仕事のあるリアルタイム • もう１つのリアルタイム ⇒ 周期的な仕事 – 装置制御などで周期的に処理が必要な事がある • 例： 0.1秒ごとにチェックして対応する 周期的な仕事のあるリアルタイム • もう１つのリアルタイム ⇒ 周期的な仕事 – 装置制御などで周期的に処理が必要な事がある • 例： 0.1秒ごとにチェックして対応する • 「周期スレッド」と呼ぶ 周期的な仕事のあるリアルタイム • もう１つのリアルタイム ⇒ 周期的な仕事 – 装置制御などで周期的に処理が必要な事がある • 例： 0.1秒ごとにチェックして対応する • 「周期スレッド」と呼ぶ – 処理の間隔も処理時間も決まっている • 但し、間隔・時間の違う複数の仕事が同時に存在 周期的な仕事のあるリアルタイム • もう１つのリアルタイム ⇒ 周期的な仕事 – 装置制御などで周期的に処理が必要な事がある • 例： 0.1秒ごとにチェックして対応する • 「周期スレッド」と呼ぶ – 処理の間隔も処理時間も決まっている • 但し、間隔・時間の違う複数の仕事が同時に存在 • また、リアルハードタイムを要求 周期的な仕事のあるリアルタイム • もう１つのリアルタイム ⇒ 周期的な仕事 – 装置制御などで周期的に処理が必要な事がある • 例： 0.1秒ごとにチェックして対応する • 「周期スレッド」と呼ぶ – 処理の間隔も処理時間も決まっている • 但し、間隔・時間の違う複数の仕事が同時に存在 • また、リアルハードタイムを要求 – これに対するスケジューリングとして • 締切り順、レートモノトニックなどがある 締切り順(EDF)スケジューリング • EDF = Earliest Deadline First 締切り順(EDF)スケジューリング • EDF = Earliest Deadline First • 締切時刻までの時間余裕が短いものほど 優先して先に処理する – Aの余裕が5でBの余裕が3なら、Bを先に実行 締切り順(EDF)スケジューリング • EDF = Earliest Deadline First • 締切時刻までの時間余裕が短いものほど 優先して先に処理する – Aの余裕が5でBの余裕が3なら、Bを先に実行 時間 プロセスA プロセスB 開 始 実行 開 始 残っている処理 実行 実行 実行 残っている処理 次に実行する プロセスを決める 時間余裕(5) 時間余裕(3) 締 切 締 切 締切り順(EDF)スケジューリング • EDF = Earliest Deadline First • 締切時刻までの時間余裕が短いものほど 優先して先に処理する – Aの余裕が5でBの余裕が3なら、Bを先に実行 – 予めプロセスの実行処理時間が分かっていなけ ればならない 締切り順(EDF)スケジューリング • 例： （教科書p32） スレ ッド 実行可能に なった時刻 残りの 実行時間 処理完了 締切時間 Ａ 1 6 18 Ｂ 3 8 30 Ｃ 4 1 35 Ｄ 7 2 13 Ｅ 9 4 25 余裕 時間 割当て優先度 小さいほど高優先 締切り順(EDF)スケジューリング • 例： （教科書p32） スレ ッド 実行可能に なった時刻 残りの 実行時間 処理完了 締切時間 余裕 時間 Ａ 1 6 18 18-6 =12 Ｂ 3 8 30 30-8 =22 Ｃ 4 1 35 35-1 =34 Ｄ 7 2 13 13-2 =9 Ｅ 9 4 25 25-4 =21 割当て優先度 小さいほど高優先 締切り順(EDF)スケジューリング • 例： （教科書p32） スレ ッド 実行可能に なった時刻 残りの 実行時間 処理完了 締切時間 余裕 時間 Ａ 1 6 18 18-6 =12 2 Ｂ 3 8 30 30-8 =22 4 Ｃ 4 1 35 35-1 =34 5 Ｄ 7 2 13 13-2 =9 1 Ｅ 9 4 25 25-4 =21 3 割当て優先度 小さいほど高優先 レートモノトニック スケジューリング • RMS = Rate Monotonic Scheduling レートモノトニック スケジューリング • RMS = Rate Monotonic Scheduling • 起動される頻度が高いプロセス(スレッド)ほど レートモノトニック スケジューリング • RMS = Rate Monotonic Scheduling • 起動される頻度が高いプロセス(スレッド)ほど 高い優先度を割当てる レートモノトニック スケジューリング • RMS = Rate Monotonic Scheduling • 起動される頻度が高いプロセス(スレッド)ほど 高い優先度を割当てる • （ややこしいので詳細は省略） – こんな名前のものがある、程度にしよう レートモノトニック スケジューリング • RMS = Rate Monotonic Scheduling • 起動される頻度が高いプロセス(スレッド)ほど 高い優先度を割当てる • （ややこしいので詳細は省略） – こんな名前のものがある、程度にしよう – (横取り可能＆固定優先度) のスケジューリ ングでは「最適」と知られている リアルタイムスケジューリングの 考え方が理解できましたか？ 〇 次へ 64 ×
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