Ce document traite de l'ordonnancement des processus dans les systèmes d'exploitation, expliquant le rôle de l'ordonnanceur qui alloue le temps processeur aux différents processus. Il présente diverses politiques d'ordonnancement telles que FIFO et SJF, ainsi que les objectifs à atteindre pour une gestion efficace des processus. Le document aborde également la gestion des processus sous Linux/Unix, en expliquant comment les processus sont créés et hiérarchisés.

1. Ordonnancement des processus
Cours système d’exploitation
BTS-IG
G.Mohamed Bechir IPSET-2023

2. Introduction
• Lorsqu’un ordinateur est multiprogrammé, il possède
fréquemment plusieurs processus/threads en
concurrence pour l’obtention de temps processeur.
• Dans ce cas le système d’exploitation doit gérer
l’allocation du processeur aux différents processus à
exécuter. C’est l’ordonnanceur qui s’acquitte de cette
tâche.
Système d'exploitation 2

3. Définition
 Ordonnanceur:
• le module du noyau du système d'exploitation qui choisit les
processus qui vont être exécutés par les processeurs d'un
ordinateur.
• Critères d’ordonnancement:
– L’ordre d’arrivée
– Durée d’exécution
– La priorité
• La partie du système d’exploitation qui effectue ce choix se nomme
l’ordonnanceur (scheduler) et l’algorithme qu’il emploie s’appel
algorithme d’ordonnancement (scheduling algorithm)
Système d'exploitation 3

4. Définition
 Processus
• Un processus est une activité: programme, entrées, sorties…
• Une ou plusieurs tâches en cous d’exécution
• Peut être aussi un programme en exécution.
• Une entité active, avec un compteur d’instructions spécifiant
l’instruction suivante à exécuter et un ensemble de ressources
associées.
•  il est possible d’avoir plusieurs processus différents
associés à un même programme.
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5. Processus – Ordonnanceur – Processeur
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6. Programme et processus
• Un programme est une suite d'instructions (un objet
statique).
• Un processus est un programme en exécution et son
contexte (un objet dynamique).
• Dans un environnement mono tâche la notion de processus
est réduite à sa plus simple expression.
• Dans un système multitâches (ex : Linux, UNIX), plusieurs
processus s'exécutent "simultanément". Ils doivent se
partager l'accès au processeur.
• Plusieurs processus peuvent exécuter simultanément des
copies (ou instances) d'un même programme.
• Plusieurs processus peuvent exécuter simultanément la
même copie d'un même programme.
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7. Objectifs d'un ordonnanceur
• Les objectifs d'un ordonnanceur d'un système multiutilisateur
sont entre autres :
 S'assurer que chaque processus en attente d'exécution
reçoive sa part de temps processeur.
 Minimiser le temps de réponse.
 Utiliser le processeur à 100%.
 Prendre en compte des priorités.
 Être prédictible.
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8. • Le processus est bloqué, en attente d’une donnée, événement,
• L’ordonnanceur choisit un autre processus,
• L’ordonnanceur choisit ce processus,
• La donnée, l’évènement devient disponible.
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9. État de processus
• Quand un processus s’exécute, il change d’état.
• Toutefois, plusieurs processus peuvent être prêts et en attente
• Un processeur ne peut exécuter qu’un seul processus à la fois!
Système d'exploitation 9

10. États de processus et ordonnancement Quand
ordonnancer ?
• Lorsqu’un nouveau processus est créé
→ il faut se décider s’il faut exécuter d’abord le processus parent
ou le processus enfant.
• Lorsqu’un processus se termine
→ un autre processus doit être choisi parmi les processus prêts
• Lorsqu’un processus se bloque
→ un autre processus doit être sélectionner pour être exécuter
• Lorsqu’une interruption d’E/S se produit
→ il faut prendre une décision d’ordonnancement parmi les
processus qui étaient bloqué en attente d’E/S.
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11. Diagramme de Gantt
• Représentation schématique de l’évolution dans le temps des
processus.
• Le diagramme de Gantt est un outil utilisé en
ordonnancement et en gestion de projet et permettant de
visualiser dans le temps les diverses tâches composant un
projet
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12. Stratégies d’ordonnancement de
processus
Système d'exploitation 12

13. Politique de choix : FIFO
• Politique « FIFO » (First In First Out)
• Allocation dans l’ordre d’arrivée (premier arrivé = premier servi)
• FIFO traite les processus dans l’ordre de leur soumission (date
d’arrivée) sans aucune considération de leur temps d’exécution.
• Inconvénient :
– défavorise les entités ayant besoin d’utiliser la ressource pour
un court laps de temps
– Le temps d’attente n’est pas proportionnel au temps
d’utilisation
• pas équitable,
• temps moyen de traitement élevé
Système d'exploitation 13

14. Algorithme FIFO
Système d'exploitation 14

15. Ordonnancement FIFO
• Supposons que les processus arrivent dans l’ordre suivant: P1 , P2 , P3 Le
diagramme correspondant est:
• Temps d‘attente de P1 = 0; P2 = 24; P3 = 27
• Temps d’attente moyen: (0 + 24 + 27)/3 = 17
Système d'exploitation 15

16. Ordonnancement FIFO
• Supposons que les processus arrivent dans l’ordre suivant P2 , P3 ,
P1
• Le diagramme de Gantt serait alors :
• Temps d’attente de P1; P2; P3.?
• Temps d’attente moyen: ?
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17. Politique de choix : SJF
• Politique SJF (Shortest Job First) ou PCTU (Plus Court Temps
d’Utilisation d’abord)
• Allocation selon ordre croissant de durée d’utilisation
prévue
• Inconvénients
– Pas réaliste : exige la connaissance a priori des durées
d’utilisation
– les tâches dont la durée d’exécution estimée est longue peuvent
attendre leur tour indéfiniment …
• Avantages
– Temps d’attente faible pour entités à courte durée d’utilisation
– Temps moyen d’attente minimal
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18. Algorithme SJF
Système d'exploitation 18

19. Exemple : algorithme SJF
• Temps moyen d’attente = (0 + 6 + 3 + 7)/4 = 4
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20. • Il existe d’autres algorithmes qui sont «pré-emptif » telque :
• Round Robin (RR)
• Shortest Remaining Time (SRT)
• …
• Pour les algorithmes dit préemptifs il y a possibilité
d’appropriation du processeur par un processus avant la fin
du processus courant.
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21. Gestions de processus sous Linux/UNIX
• Démarrage Linux/UNIX: un processus spécial appelé init est
présent dans l’image d’amorçage.
• Lorsqu’il s’exécute, il lit un fichier indiquant combien de
terminaux sont présents; il génère un nouveau processus
par terminal.
• Ce processus attendent une ouverture de session (login)
• Si l’une d’elles réussit, le processus de login exécute un
SHELL pour accepter des commandes.
• Ces commandes peuvent lancer d’autres processus, et ainsi
de suite.
• Tous les processus de l’ensemble du SE appartiennent à un
arborescence unique, dont init est la racine.
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22. Gestions de processus sous Linux/UNIX
• Un processus a un seul parent et peut avoir 0 ou
plusieurs fils.
• Si le processus A crée le processus B, A est le parent de B,
B est le fils de A (A par défaut, exécute le même code que
B) B peut à son tour créer des processus. Un processus
avec tous ses descendants forment un groupe de
processus représenté par un arbre de processus.
• fork est le seul appel système de création de processus.
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