Ce document de Travaux Dirigés (TD) est destiné aux étudiants universitaires suivant des cours sur les systèmes d'exploitation avancés.
Il vise à renforcer la compréhension des mécanismes d'ordonnancement des processus. À travers une série d'exercices pratiques, il propose une application concrète des concepts fondamentaux de gestion du temps CPU.
Plus précisément, ce document couvre l'application et l'analyse des politiques d'ordonnancement suivantes :
- Le tourniquet (Round Robin) avec quantum.
- L'ordonnancement à priorité préemptive.
- L'ordonnancement à priorité préemptive avec quantum.
Rappel sur l'Ordonnancement des Processus
Cet article propose un exercice pratique sur l'ordonnancement des processus dans les systèmes d'exploitation avancés.
Exercice : Ordonnancement
Soit l'ensemble d'entités (processus) suivant, pour chacune desquelles on donne :
- di : la durée d'exécution prévue.
- ti : l'instant de leur création (où x-ε signifie un instant juste avant x).
- Prioi : leur priorité (plus la valeur indiquée est élevée, plus l'entité est prioritaire).
| Processus | di | ti | Prioi |
|---|---|---|---|
| P1 | 7 | 0 | 2 |
| P2 | 4 | 0 | 3 |
| P3 | 6 | 1-ε | 1 |
| P4 | 3 | 1-ε | 4 |
| P5 | 2 | 1-ε | 3 |
| P6 | 4 | 2-ε | 1 |
| P7 | 1 | 4-ε | 4 |
Pour l'ensemble des processus ci-dessus, appliquer chacune des trois politiques d'ordonnancement suivantes :
(a) Tourniquet (Round Robin) avec un quantum de 3
L'algorithme du tourniquet alloue un laps de temps fixe (quantum) à chaque processus. Si le processus ne termine pas son exécution dans ce laps de temps, il est préempté et remis en fin de file d'attente pour un prochain tour.
(b) À priorité préemptive
Un ordonnancement à priorité préemptive signifie qu'un processus de plus haute priorité peut interrompre un processus de plus faible priorité en cours d'exécution. L'hypothèse spécifique à appliquer est la suivante : quand un processus se voit retirer le CPU à l'instant t, il est remis dans la file en tête.
(c) À priorité préemptive avec un quantum de 3
Cette politique combine l'ordonnancement par priorité avec l'utilisation d'un quantum. L'hypothèse spécifique est la suivante : quand un processus se voit retirer le CPU à l'instant t alors qu'il n'a pas épuisé son quantum, il est remis dans la file en tête. Il est à noter qu'il n'aura pas droit à un quantum entier lorsqu'il sera à nouveau élu, mais seulement à la quantité qu'il n'a pas pu épuiser.
Foire Aux Questions (FAQ)
Qu'est-ce que l'ordonnancement des processus ?
L'ordonnancement des processus est la méthode par laquelle un système d'exploitation détermine l'ordre d'exécution des tâches (processus) sur le processeur (CPU) et alloue le temps CPU. Son but est d'optimiser les performances du système, comme le temps de réponse et l'utilisation du CPU.
Quelle est la différence entre l'ordonnancement préemptif et non préemptif ?
Dans l'ordonnancement préemptif, un processus en cours d'exécution peut être interrompu par le système d'exploitation pour qu'un autre processus (souvent de priorité plus élevée) puisse s'exécuter. En revanche, l'ordonnancement non préemptif ne permet pas d'interrompre un processus une fois qu'il a commencé à s'exécuter ; il doit volontairement céder le CPU (par exemple, en se terminant ou en se bloquant pour une opération d'entrée/sortie).
À quoi sert le quantum dans l'algorithme du tourniquet ?
Dans l'algorithme du tourniquet (Round Robin), le quantum est une unité de temps fixe allouée à chaque processus. Il garantit que chaque processus reçoit une part équitable du temps CPU, évitant qu'un seul processus ne monopolise le processeur et assurant ainsi un temps de réponse acceptable pour toutes les tâches.