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Marco Lapegna » 23.Esercitazione 4: I S.O. Multimediali


Esercizio

Quanti filmati non compressi caratterizzati da:

  • 25 frame /sec;
  • Risoluzione 640*480 pixel;
  • 24 bit/pixel per il colore;

possono essere sostenuti da un disco che ha una velocità di trasferimento di 1280 Mbps (es. disco SCSI Ultra-160)?

Soluzione

Ogni secondo di trasmissione richiede:

25*640*480*24 bit ~ 185 Mbit

un disco con velocità di trasferimento di 1280 Mbps può sostenere.

1280/185 = 6 flussi di trasmissione contemporaneamente

Esercizio

Due processi in tempo reale sono in esecuzione su un calcolatore.

P1 viene eseguito per 10 ms ogni 25 ms.

P2 viene eseguito per 15 ms ogni 40 ms.

Predisporre il diagramma di Gantt fino all’istante t=100ms.

L’algoritmo di scheduling RMS funzionerà sempre per essi?

Soluzione


Soluzione

P1 va sempre in esecuzione appena arriva
P2 viene ritardato al più di 10 ms

P2 rispetta sempre la deadline

Comunque per due processi la soglia di schedulabilità di RMS è

2 (√2 – 1)=0.828

La percentuale di utilizzo della CPU è:

10/25 + 15/40 = 0.775 < 0.828

In questo caso i processi sono sicuramente schedulabili con RMS

Esercizio

Due processi in tempo reale sono in esecuzione su un calcolatore.

P1 viene eseguito per 15 ms ogni 25 ms.

P2 viene eseguito per 10 ms ogni 40 ms.

L’algoritmo di scheduling RMS funzionerà ancora per essi?

Si compili in ogni caso il diagramma di Gantt.

Soluzione


Soluzione

Il processo P2 si “infila” sempre tra due burst del processo P1 e viene ritardato al più di 15 ms.

Anche in questo caso i processi sono schedulabili

Quindi:

Se test di schedulabilità vero → processi schedulabili.

Test di schedulabilità falso → nulla si può dire sulla effettiva schedulabilità dei processi.

Esercizio

La CPU di un video server ha una utilizzazione del 65%.

Quanti film può visualizzare utilizzando la schedulazione RMS?

Soluzione

Poichè

\lim_{m \rightarrow \infty}~~m (2^{1/m}-1)=ln ~2=0.693

I processi con una utilizzazione della CPU del 65% sono sempre schedulabili con RMS.

Esercizio

3 processi, A, B e C

  • A periodo P=30ms tempo esecuzione 15ms
  • B periodo P=40ms tempo esecuzione 15ms
  • C periodo P=50ms tempo esecuzione 5 ms

Si determini:

  • quando la CPU rimane inattiva utilizzando l’algoritmo EDF;
  • quando termina il 7-mo burst del processo B;
  • quando i tre processi richiedono l’uso della CPU contemporaneamente (dopo l’istante 0)?

Soluzione

Poichè la CPU è impegnata per il 97.5% ci devono essere periodi di inattività.

Il primo momento di inattività avviene all’istante t=235ms

Il 7-mo burst del processo B termina all’istante t=270ms


Soluzione

I processi A e B richiedono contemporaneamente l’uso della CPU ogni 120 ms
I processi A e C richiedono contemporaneamente l’uso della CPU ogni 150 ms
I processi B e C richiedono contemporaneamente l’uso della CPU ogni 200 ms

I 3 processi richiedono l’uso contemporaneo della CPU ogni 600 ms

In generale è dato dal mcm dei tre periodi.

Esercizio

Sia dato un sistema multimediale con scheduling RMS, dove già sono in esecuzione 2 processi periodici:

  • A periodo=40 CPU=10
  • B periodo=45 CPU=15

Quale può essere al più il burst di CPU di un terzo processo il cui periodo è 30ms?

Soluzione

I due processi già occupano la cpu per

10/40 + 15/45 = 0.583 (58.3%)

La schedulabilità di 3 processi periodici con il metodo RMS è garantita se l’utilizzo della CPU < 0.780

0.583 + X/30 < 0.780


X < 30 * 0.197 = 5.91

Esercizio

Gli operatori di un sistema tv quasi on demand, hanno scoperto che i clienti ritengono tollerabile una attesa di 6 minuti (ma non di più) per la visualizzazione di un film di 3 ore.

Di quanti flussi paralleli ha bisogno il sistema?

Soluzione

Se le trasmissioni iniziano ogni 6 minuti, ogni ora di trasmissione richiede 10 flussi.

3 ore di trasmissione richiedono 30 flussi paralleli.

Esercizio

Un filmato NTSC (30 frame/sec) compresso di due ore occupa 3.6 GB su disco.

Quant’è la frammentazione interna nel caso si usi una allocazione a “blocchi piccoli” di 1KB.

Soluzione

Un filmato NTSC di 2 ore è composto da 216000 frame

Il filmato occupa 3.6 *10242 KB ~ 3774873 KB

Ogni frame occupa = 3774873 /216000 ~ 17.5 KB

Se si usa l’allocazione a blocchi piccoli di 1 KB occorrono 18 blocchi e si spreca 0.5 KB per ogni frame

La frammentazione totale = 216000*0.5 KB = 108000 KB

Esercizio

Un piccolo server di una stazione di tv on demand usa uno schema di schedulazione statica round per video con 30 frame/sec e 16 KB per frame. I flussi provengono da un disco con le seguenti caratteristiche:

  • tempo medio di seek di 3 ms;
  • velocità di trasferimento di 320 Mbit/sec;
  • latenza rotazionale trascurabile.

Quanti flussi può supportare il server?

Soluzione

Sia X il numero di flussi
30 frame al secondo → ogni round deve terminare in 33 ms

La velocità di trasferimento è di 40960 KB/sec → il tempo per trasferire un frame è 16/40.96 = 0.39 ms

Tempo per trasferire X frame (in meno di 33 ms)


X(3 + 0.39) < 33

X < 9.73 cioè X = 9

Esercizio: scheduling EDF/SCAN

Adl controller di un disco sono state già inviate le seguenti richieste, con indicazione della deadline.

Si determini l’ordine di servizio raggruppando le richieste a gruppi di 5.


Soluzione

Ordine di servizio.

Ordine di servizio.


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