جدولة العمليات في نظام التشغيل: جدولة طويلة ومتوسطة وقصيرة المدى
فريق التحرير
⚡ ملخص ذكي
جدولة العمليات هي مهمة في نظام التشغيل تُدير العمليات في حالات الجاهزية والانتظار والتشغيل. وهي تُخصص وقت وحدة المعالجة المركزية لكل عملية، وتُبقي وحدة المعالجة المركزية مشغولة، وتُقلل وقت الاستجابة باستخدام مُجدولات طويلة المدى ومتوسطة المدى وقصيرة المدى.
ما هي جدولة العمليات؟
جدولة العملية هي مهمة نظام التشغيل التي تقوم بجدولة العمليات ذات الحالات المختلفة مثل الجاهزية والانتظار والتشغيل.
تتيح جدولة العمليات لنظام التشغيل تخصيص فترة زمنية لتنفيذ وحدة المعالجة المركزية لكل عملية. ومن الأسباب المهمة الأخرى لاستخدام نظام جدولة العمليات هو إبقاء وحدة المعالجة المركزية مشغولة باستمرار، مما يسمح بالحصول على أقل وقت استجابة ممكن للبرامج.
قوائم انتظار جدولة العملية
تساعدك قوائم انتظار جدولة العمليات على الاحتفاظ بقائمة انتظار منفصلة لكل حالة عملية ووحدة تحكم في العمليات (PCB). توضع جميع العمليات التي لها نفس حالة التنفيذ في نفس قائمة الانتظار. لذلك، عند تعديل حالة عملية ما، يجب فصل وحدة التحكم في العمليات (PCB) الخاصة بها من قائمة الانتظار الحالية وإعادتها إلى قائمة انتظار الحالة الجديدة.
هناك ثلاثة أنواع من طوابير نظام التشغيل:
- قائمة الانتظار الوظيفية - يساعدك على تخزين جميع العمليات في النظام.
- طابور جاهز – يساعدك هذا النوع من قوائم الانتظار على ضبط كل عملية موجودة في الذاكرة الرئيسية، بحيث تكون جاهزة وفي انتظار التنفيذ.
- قوائم انتظار الأجهزة - هي عملية محظورة بسبب عدم وجود جهاز الإدخال / الإخراج.
في الرسم التخطيطي المذكور أعلاه:
- يمثل المستطيل طابور انتظار.
- تشير الدائرة إلى المورد.
- يشير السهم إلى مسار العملية.
- تُوضع كل عملية جديدة أولاً في قائمة الانتظار الجاهزة. وتنتظر في هذه القائمة حتى يتم اختيارها للتنفيذ. هنا، تُوضع العملية الجديدة في قائمة الانتظار الجاهزة وتنتظر حتى يتم اختيارها للتنفيذ، أو حتى يتم إرسالها.
- تم تخصيص وحدة المعالجة المركزية لإحدى العمليات وهي قيد التنفيذ.
- ينبغي أن تُصدر العملية طلب إدخال/إخراج.
- ثم يجب وضعها في قائمة انتظار الإدخال/الإخراج.
- ينبغي أن تُنشئ العملية عملية فرعية جديدة.
- يجب أن تنتظر العملية حتى تنتهي.
- يجب إزالته قسرًا من وحدة المعالجة المركزية نتيجةً للمقاطعة. وبمجرد اكتمال المقاطعة، يجب إعادته إلى قائمة الانتظار الجاهزة.
نموذج عملية الدولتين
نماذج عملية الدولتين هي:
- تشغيل الحالة
- حالة عدم التشغيل
الركض
في خانة رمز الخصم، أدخل TABBYDAY. Operaنظام تينغكلما تم إنشاء عملية جديدة، يتم إدخالها إلى النظام الذي يجب أن يكون قيد التشغيل.
لا يعمل
تُحفظ العمليات غير الجارية في قائمة انتظار، تنتظر دورها في التنفيذ. كل عنصر في قائمة الانتظار يُشير إلى عملية محددة.
جدولة الأهداف
فيما يلي الأهداف المهمة لجدولة العمليات:
- تعظيم عدد المستخدمين التفاعليين خلال أوقات الاستجابة المقبولة.
- تحقيق التوازن بين الاستجابة والاستفادة.
- تجنب التأجيل إلى أجل غير مسمى وفرض الأولويات.
- كما ينبغي أن تشير إلى العمليات التي تحتفظ بالموارد الرئيسية.
نوع جدولة العمليات
المجدول هو نوع من برامج النظام التي تسمح لك بالتعامل مع جدولة العمليات.
هناك ثلاثة أنواع رئيسية من برامج جدولة العمليات:
- جدولة طويلة الأجل
- جدولة قصيرة المدى
- مجدول متوسط المدى
جدولة طويلة الأجل
يُعرف المخطط طويل الأجل أيضًا باسم جدولة العمليقوم هذا المجدول بتنظيم البرنامج واختيار العمليات من قائمة الانتظار وتحميلها في الذاكرة لتنفيذها. كما أنه ينظم درجة تعدد البرامج.
ومع ذلك، فإن الهدف الرئيسي لهذا النوع من المجدول هو تقديم مزيج متوازن من الوظائف، مثل وظائف المعالج ووظائف الإدخال/الإخراج، مما يسمح بإدارة البرمجة المتعددة.
مجدول متوسط المدى
تعد الجدولة متوسطة المدى جزءًا مهمًا من مقايضةpingيُمكّنك هذا من إدارة العمليات المُستبدلة. في هذا المُجدول، يُمكن تعليق عملية قيد التشغيل، مما يُؤدي إلى طلب إدخال/إخراج.
يمكن تعليق عملية قيد التشغيل إذا قامت بطلب إدخال/إخراج. لا تستطيع العملية المعلقة إحراز أي تقدم نحو الاكتمال. ولإزالة العملية من الذاكرة وتوفير مساحة لعمليات أخرى، يجب نقل العملية المعلقة إلى وحدة تخزين ثانوية.
جدولة قصيرة المدى
يُعرف الجدولة قصيرة المدى أيضًا باسم جدولة وحدة المعالجة المركزيةالهدف الرئيسي لهذا المجدول هو تحسين أداء النظام وفقًا لمعايير محددة. يساعدك هذا على اختيار إحدى العمليات الجاهزة للتنفيذ من بين مجموعة من العمليات، ثم يخصص وحدة المعالجة المركزية لإحداها. بعد ذلك، يُسند الموزع التحكم في وحدة المعالجة المركزية إلى العملية التي اختارها المجدول قصير المدى.
الفرق بين المجدولين
المدى الطويل مقابل المدى القصير مقابل المدى المتوسط:
| طويل الأمد | قصيرة الأجل | مصطلح متوسط |
|---|---|---|
| يُعرف أيضًا باسم جدولة المهام. | يُعرف المدى القصير أيضًا باسم مُجدول وحدة المعالجة المركزية. | يُطلق على المدى المتوسط أيضًا اسم المقايضةping المجدول. |
| إنه إما غائب أو ضئيل في نظام مشاركة الوقت. | إنه غير مهم في ترتيب تقاسم الوقت. | هذا المجدول هو عنصر من عناصر أنظمة مشاركة الوقت. |
| السرعة أقل مقارنة ببرنامج الجدولة على المدى القصير. | السرعة هي الأسرع مقارنة بجدول المواعيد قصير المدى ومتوسط المدى. | يوفر سرعة متوسطة. |
| يتيح لك تحديد العمليات من التحميل وإعادة تجميعها في الذاكرة. | لا يقوم إلا باختيار العمليات التي تكون في حالة جاهزة للتنفيذ. | يساعدك ذلك على إعادة العملية إلى الذاكرة. |
| يوفر تحكماً كاملاً. | يوفر تحكماً أقل. | يقلل من مستوى تعدد البرامج. |
ما هو تبديل السياق؟
هي طريقة لتخزين/استعادة حالة وحدة المعالجة المركزية في لوحة الدوائر المطبوعة، بحيث يمكن استئناف تنفيذ العمليات من نفس النقطة لاحقًا. وتُعدّ طريقة تبديل السياق مهمة لأنظمة التشغيل متعددة المهام.
