0.4 Định thời biểu cpu  (Page 13/17)

Quản trị các thuộc tính đã được xem xét ở trên là tương đối đơn giản. Thí dụ, chúng ta có thể không cho phép một quá trình hóa già trên các quá trình thời thực, do đó đảm bảo rằng độ ưu tiên của các quá trình không thay đổi. Tuy nhiên, đảm bảo thuộc tính sau đây phức tạp hơn. Vấn đề là nhiều hệ điều hành gồm hầu hết ấn bản của UNIX bị bắt buộc chờ lời gọi hệ thống hoàn thành hay nghẽn nhập/xuất xảy ra trước khi thực hiện chuyển ngữ cảnh. Độ trễ điều phối trong những hệ thống như thế có thể dài vì một số lời gọi hệ thống phức tạp và một vài thiết bị nhập/xuất chậm.

Để giữ độ trễ điều phối chậm, chúng ta cần cho phép các lời gọi hệ thống được trưng dụng. Có nhiều cách để đạt mục đích này. Cách thứ nhất là chèn các điểm trưng dụng (preemption points) trong những lời gọi hệ thống có khoảng thời gian dài, kiểm tra để thấy quá trình ưu tiên cao cần được thực thi hay không. Nếu đúng, thì chuyển ngữ cảnh xảy ra và khi quá trình có độ ưu tiên kết thúc, quá trình bị ngắt tiếp tục với lời gọi hệ thống. Các điểm trưng dụng chỉ có thể được đặt tại vị trí “an toàn” trong nhân- nơi mà những cấu trúc dữ liệu hiện tại không được cập nhật. Ngay cả với độ trễ điều phối trưng dụng có thể lớn vì chỉ một vài điểm trưng dụng có thể được thêm vào nhân trong thực tế.

Một phương pháp khác để giải quyết sự trưng dụng là làm toàn bộ nhân có thể trưng dụng. Để đảm bảo các họat động thực hiện đúng, tất cả cấu trúc dữ liệu nhân phải được bảo vệ thông qua việc sử dụng các cơ chế đồng bộ hóa. Với phương pháp này, nhân luôn có thể trưng dụng vì bất cứ dữ liệu nhân được cập nhật được bảo vệ từ việc sửa đổi bởi quá trình có độ ưu tiên cao. Đây là một phương pháp hiệu quả nhất trong việc sử dụng rộng rãi; nó được dùng trong Solaris 2.

Hình IV‑7 Độ trễ gửi

Nhưng điều gì xảy ra nếu quá trình có độ ưu tiên cao cần đọc hay sửa đổi dữ liệu nhân hiện đang được truy xuất bởi quá trình khác có độ ưu tiên thấp hơn? Quá trình có độ ưu tiên cao đang chờ quá trình có độ ưu tiên thấp kết thúc. Trường hợp này được gọi là đảo ngược độ ưu tiên (prioprity inversion). Thật vậy, một chuỗi các quá trình đang truy xuất tài nguyên mà quá trình có độ ưu tiên cao cần. Vấn đề này có thể giải quyết bằng giao thức kế thừa độ ưu tiên (priority-inheritance protocol) trong đó tất cả quá trình này (các quá trình này truy xuất tài nguyên mà quá trình có độ ưu tiên cao cần) kế thừa độ ưu tiên cao cho đến khi chúng được thực hiện với tài nguyên trong câu hỏi. Khi chúng kết thúc, độ ưu tiên của chúng chuyển trở lại giá trị ban đầu của nó.

Trong hình IV.7, chúng ta hiển thị sự thay đổi của độ trễ điều phối. Giai đoạn xung đột (conflict phase) của độ trễ điều phối có hai thành phần:

1. Sự trưng dụng của bất cứ quá trình nào đang chạy trong nhân
2. Giải phóng tài nguyên các quá trình có độ ưu tiên thấp được yêu cầu bởi quá trình có độ ưu tiên cao

Thí dụ, trong Solaris 2 độ trễ điều phối với sự trưng dụng bị vô hiệu hóa khi vượt qua 100 mili giây. Tuy nhiên, độ trễ điều phối với sự trưng dụng được cho phép thường được giảm xuống tới 2 mili giây.