Prozessplanung im Betriebssystem: Langzeit-, Mittel- und Kurzzeitplanung

Prozessplanungswarteschlangen

Mithilfe von Prozessplanungswarteschlangen können Sie für jeden Prozessstatus und jede Leiterplatte eine eigene Warteschlange verwalten. Alle Prozesse mit demselben Ausführungsstatus werden in dieselbe Warteschlange gestellt. Daher muss bei jeder Änderung des Status eines Prozesses die Verknüpfung seiner Leiterplatte mit der vorhandenen Warteschlange aufgehoben werden, wodurch sie wieder in die neue Statuswarteschlange verschoben wird.

Es gibt drei Arten von Betriebssystemwarteschlangen:

1. Auftragswarteschlange – Es hilft Ihnen, alle Prozesse im System zu speichern.
2. Bereite Warteschlange – Mit dieser Art von Warteschlange können Sie jeden im Hauptspeicher befindlichen Prozess so einrichten, dass er bereit ist und auf die Ausführung wartet.
3. Gerätewarteschlangen – Es handelt sich um einen Prozess, der aufgrund des Fehlens eines E/A-Geräts blockiert ist.

Im oben angegebenen Diagramm

• Rechteck stellt eine Warteschlange dar.
• Der Kreis bezeichnet die Ressource
• Der Pfeil zeigt den Ablauf des Prozesses an.

1. Jeder neue Prozess wird zunächst in die Bereitschaftswarteschlange gestellt. Er wartet in der Bereitschaftswarteschlange, bis er schließlich zur Ausführung verarbeitet wird. Hier wird der neue Prozess in die Bereitschaftswarteschlange gestellt und wartet, bis er zur Ausführung ausgewählt oder versendet wird.
2. Einem der Prozesse ist die CPU zugewiesen und er wird ausgeführt
3. Der Prozess sollte eine E/A-Anfrage ausgeben
4. Anschließend sollte es in die E/A-Warteschlange gestellt werden.
5. Der Prozess sollte einen neuen Unterprozess erstellen
6. Der Prozess sollte auf seine Beendigung warten.
7. Es sollte gewaltsam von der CPU entfernt werden, was zu einer Unterbrechung führt. Sobald der Interrupt abgeschlossen ist, sollte er zurück in die Bereitschaftswarteschlange gesendet werden.

Zwei-Staaten-Prozessmodell

Zwei-Zustands-Prozessmodelle sind:

• Laufstatus
• Nicht ausgeführter Status

Laufen

Im Betriebssystem, wann immer ein neuer Prozess erstellt wird, wird er in das System eingegeben, das ausgeführt werden soll.

Nicht laufen

Die Prozesse, die nicht ausgeführt werden, werden in einer Warteschlange gehalten, die darauf wartet, dass sie ausgeführt werden. Jeder Eintrag in der Warteschlange ist ein Punkt zu einem bestimmten Prozess.

Planungsziele

Hier liegen wichtige Ziele der Prozessplanung

• Maximieren Sie die Anzahl interaktiver Benutzer innerhalb akzeptabler Reaktionszeiten.
• Erzielen Sie ein Gleichgewicht zwischen Reaktion und Nutzung.
• Vermeiden Sie unbestimmte Verschiebungen und setzen Sie Prioritäten durch.
• Es sollte auch auf die Prozesse verwiesen werden, die die Schlüsselressourcen enthalten.

Art der Prozessplaner

Ein Scheduler ist eine Art Systemsoftware, mit der Sie die Prozessplanung durchführen können.

Es gibt hauptsächlich drei Arten von Prozessplanern:

1. Langzeitplaner
2. Kurzzeitplaner
3. Mittelfristiger Planer

Langzeitplaner

Der Langzeitplaner wird auch als „Langzeitplaner“ bezeichnet Jobplaner. Dieser Scheduler regelt das Programm und wählt Prozesse aus der Warteschlange aus und lädt sie zur Ausführung in den Speicher. Es regelt auch den Grad der Multiprogrammierung.

Das Hauptziel dieser Art von Scheduler besteht jedoch darin, eine ausgewogene Mischung von Jobs wie Prozessor- und I/O-Jobs anzubieten, die die Verwaltung von Multiprogramming ermöglicht.

Mittelfristiger Planer

Die mittelfristige Planung ist ein wichtiger Bestandteil Austausch. Es ermöglicht Ihnen, die ausgelagerten Prozesse zu verwalten. In diesem Scheduler kann ein laufender Prozess angehalten werden, wodurch eine E/A-Anfrage gestellt wird.

Ein laufender Prozess kann angehalten werden, wenn er eine E/A-Anfrage stellt. Ein angehaltener Prozess kann keinen Fortschritt in Richtung Abschluss erzielen. Um den Prozess aus dem Speicher zu entfernen und Platz für andere Prozesse zu schaffen, sollte der angehaltene Prozess in den Sekundärspeicher verschoben werden.

Kurzzeitplaner

Kurzfristige Planung wird auch als bezeichnet CPU-Scheduler. Das Hauptziel dieses Planers ist es, die Systemleistung nach festgelegten Kriterien zu steigern. Dies hilft Ihnen bei der Auswahl aus einer Gruppe von Prozessen, die zur Ausführung bereit sind, und weist einem von ihnen CPU zu. Der Dispatcher übergibt die Steuerung der CPU an den Prozess, der durch den kurzfristigen Scheduler ausgewählt wurde.

Unterschied zwischen Planern

Langfristig vs. Kurzfristig vs. Mittelfristig

Langfristig	Kurzfristig	Mittelfristig
Langfristig wird auch als Job-Scheduler bezeichnet	Kurzfristig wird auch als CPU-Scheduler bezeichnet	Mittelfristig wird auch Auslagerungsplaner genannt.
In einem Time-Sharing-System ist es entweder nicht vorhanden oder minimal.	Es ist in der Time-Sharing-Reihenfolge unbedeutend.	Dieser Planer ist ein Element von Timesharing-Systemen.
Die Geschwindigkeit ist im Vergleich zum Kurzzeitplaner geringer.	Die Geschwindigkeit ist im Vergleich zum kurzfristigen und mittelfristigen Planer am schnellsten.	Es bietet mittlere Geschwindigkeit.
Ermöglicht es Ihnen, Prozesse aus den Ladevorgängen auszuwählen und wieder in den Speicher zu bündeln	Es wählt nur Prozesse aus, die sich in einem bereiten Zustand der Ausführung befinden.	Es hilft Ihnen, den Prozess zurück in den Speicher zu senden.
Bietet volle Kontrolle	Bietet weniger Kontrolle	Reduzieren Sie den Grad der Multiprogrammierung.

Was ist Kontextwechsel?

Es handelt sich um eine Methode zum Speichern/Wiederherstellen des Zustands einer CPU in PCB. So kann die Prozessausführung zu einem späteren Zeitpunkt an derselben Stelle fortgesetzt werden. Die Kontextwechselmethode ist für Multitasking-Betriebssysteme wichtig.

Zusammenfassung

• Bei der Prozessplanung handelt es sich um eine Betriebssystemaufgabe, die Prozesse in unterschiedlichen Zuständen wie „Bereit“, „Warten“ und „Wird ausgeführt“ plant.
• Zwei-Zustands-Prozessmodelle sind 1) Läuft und )Läuft nicht
• Die Prozessplanung maximiert die Anzahl der interaktiven Benutzer bei akzeptablen Reaktionszeiten.
• Ein Scheduler ist eine Art Systemsoftware, mit der Sie die Prozessplanung durchführen können.
• Es gibt drei Arten von Planern: 1) Langfristig, 2) Kurzfristig und 3) Mittelfristig
• Der Langzeitplaner regelt das Programm und wählt Prozesse aus der Warteschlange aus und lädt sie zur Ausführung in den Speicher.
• Der Mittelfristplaner ermöglicht Ihnen die Abwicklung der ausgelagerten Prozesse.
• Das Hauptziel des Kurzzeitplaners besteht darin, die Systemleistung nach festgelegten Kriterien zu steigern
• Der Langzeitplaner wird auch als Jobplaner bezeichnet, während der Kurzzeitplaner auch als Jobplaner bezeichnet wird CPU-Scheduler, und der mittelfristige wird auch als Swapping-Scheduler bezeichnet.