基本情報技術 概論 I 演習 ( 第 13 回 )

1. 期末試験 7/30 (木) 3,4限 工-11 (要確認) 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

2. ソフトウェアの体系 • 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 ユーザ アプリケーションソフトウェア 基本ソフトウェア (OS) ハードウェア

3. 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 ) ___________ ___________

4. 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

5. タスク管理 と マルチタスク

6. 空き ＣＰＵ ＣＰＵ ＣＰＵ ＣＰＵ ＣＰＵ Ｉ/Ｏ Ｉ/Ｏ Ｉ/Ｏ Ｉ/Ｏ Ｉ/Ｏ 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 タスク１ ずっと待っている ＣＰＵ Ｉ/Ｏ ＣＰＵ Ｉ/Ｏ タスク２

7. 用語：　マルチタスク • シングル タスク • マルチ タスク 空き ＣＰＵ ＣＰＵ ＣＰＵ ＣＰＵ ＣＰＵ Ｉ/Ｏ Ｉ/Ｏ Ｉ/Ｏ Ｉ/Ｏ Ｉ/Ｏ ＣＰＵ ＣＰＵ ＣＰＵ ＣＰＵ ＣＰＵ Ｉ/Ｏ Ｉ/Ｏ Ｉ/Ｏ Ｉ/Ｏ Ｉ/Ｏ

8. 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)

9. タスク管理 • どのタスクに ＣＰＵ を割り当てるか タスク 生成 タスク 実行完了 実行可能状態 実行状態 ＣＰＵが空けば いつでも実行可能 ＣＰＵでタスクを 実行している

10. 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 タスク管理 実行可能状態 実行状態 ＣＰＵが空けば いつでも実行可能 ＣＰＵでタスクを 実行している ・ 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

11. タスク管理 実行可能状態 実行状態 ＣＰＵでタスクを 実行している 入出力 完了 入出力 要求 待ち状態 入出力など他の作業が終わるのを待っている

12. 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)

13. (H12年度 春)似た問題が色々あります 練習問題：タスク管理 • 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。 タスク 優先度 単独実行の占有時間 A 高 各タスクともに、CPU → I/O→ CPU 5 ms → 8 ms → 2 ms B 中 C 低 テキスト p.206 例題3

14. 1 ms + 5 ms = 6 ms 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 単独実行の占有時間 A 高 各タスクともに、CPU → I/O→ CPU 5 ms → 8 ms → 2 ms B 中 C 低

15. テキスト p.208 例題7 練習問題：タスク管理 x = 3 …→ x = 12 ? 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

16. テキスト p.209 例題8 練習問題：タスク管理 6 + 2 + 3 = 11 ms CPU A I/O B I/O C I/O タスク 優先度 CPU → I/O → CPU → I/O → CPU A 高 4→4→3→5→3 B 中 2→6→3→6→2 C 低 2→5→3→4→1

19. 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 各タスクともに、CPU → I/O→ CPU 5 ms → 8 ms → 2 ms B 中 C 低

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