基本情報技術 概論 i 演習 ( 第 13 回 )

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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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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

タスク管理 と マルチタスク

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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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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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この powerpoint ファイルの著作者 堀山 貴史　 2007-2009 horiyama@al.ics.saitama-

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