Planification des processus dans le système d'exploitation : planificateur à long, moyen et court terme

Par : Nathaniel Brooks Nathaniel Brooks
Hours Le kit de préparation mis à jour

⚡ Résumé intelligent

La planification des processus est une tâche du système d'exploitation qui gère les processus selon leurs états (prêt, en attente et en cours d'exécution). Elle alloue du temps processeur à chaque processus, maintient le processeur occupé et réduit le temps de réponse grâce à des planificateurs à long, moyen et court terme.

  • 🗓️ Définition: La planification des processus gère les processus dans les états prêt, en attente et en cours d'exécution afin de maintenir le processeur occupé.
  • (I.e. Files d'attente : Les files d'attente de tâches, de processus prêts et de périphériques organisent les processus en fonction de leur état d'exécution.
  • 🔀 Modèle à deux états : Au niveau le plus simple, un processus est soit en cours d'exécution, soit non exécuté.
  • 🧑💼 Trois planificateurs : Les planificateurs à long terme, à moyen terme et à court terme contrôlent quels processus s'exécutent et quand.
  • | Court terme: Le planificateur de processeur est le plus rapide, sélectionnant un processus prêt pour une exécution immédiate.
  • (I.e. Changement de contexte : La sauvegarde et la restauration de l'état du processeur sur le circuit imprimé permettent le multitâche.
En savoir plus

Planification des processus dans les systèmes d'exploitation

Qu'est-ce que la planification des processus ?

Planification des processus est une tâche du système d'exploitation qui planifie les processus ayant différents états, comme prêt, en attente et en cours d'exécution.

La planification des processus permet au système d'exploitation d'allouer un intervalle de temps d'exécution du processeur à chaque processus. Un autre avantage important de ce système est qu'il assure une occupation constante du processeur, garantissant ainsi un temps de réponse minimal pour les programmes.

Traiter les files d'attente de planification

Les files d'attente d'ordonnancement des processus permettent de gérer une file d'attente distincte pour chaque état de processus et chaque PCB. Tous les processus ayant le même état d'exécution sont placés dans la même file d'attente. Par conséquent, lorsqu'un processus change d'état, son PCB doit être dissocié de sa file d'attente d'origine et déplacé vers la file d'attente du nouvel état.

Il existe trois types de files d'attente du système d'exploitation :

  1. File d'attente des travaux – Il vous aide à stocker tous les processus dans le système.
  2. File d'attente prête – Ce type de file d'attente vous aide à définir chaque processus résidant dans la mémoire principale, qui est prêt et en attente d'exécution.
  3. Files d'attente des appareils – Il s'agit d'un processus bloqué en raison de l'absence de périphérique d'E/S.
Traiter les files d'attente de planification
Traiter les files d'attente de planification

Dans le diagramme ci-dessus :

  • Un rectangle représente une file d'attente.
  • Un cercle désigne la ressource.
  • Une flèche indique le sens du processus.
  1. Chaque nouveau processus est d'abord placé dans la file d'attente « Prêt ». Il y reste jusqu'à ce qu'il soit finalement traité pour exécution. Autrement dit, le nouveau processus est placé dans la file d'attente « Prêt » et attend d'être sélectionné pour exécution ou d'être lancé.
  2. L'un des processus se voit allouer du processeur et est en cours d'exécution.
  3. Le processus doit émettre une requête d'E/S.
  4. Ensuite, il doit être placé dans la file d'attente d'E/S.
  5. Le processus devrait créer un nouveau sous-processus.
  6. Le processus devrait attendre sa fin.
  7. Il convient de l'extraire de force du processeur, suite à une interruption. Une fois l'interruption terminée, il convient de le remettre dans la file d'attente des tâches prêtes.

Modèle de processus à deux états

Les modèles de processus à deux états sont :

  • État de fonctionnement
  • État non en cours d'exécution

Fonctionnement

Dans l' Système exploitation, chaque fois qu'un nouveau processus est construit, il est entré dans le système, qui devrait être en cours d'exécution.

Ne pas courrir

Les processus qui ne sont pas en cours d'exécution sont placés dans une file d'attente, qui attend leur tour. Chaque entrée de la file d'attente correspond à un processus spécifique.

Objectifs de planification

Voici les objectifs importants de la planification des processus :

  • Maximisez le nombre d’utilisateurs interactifs dans des temps de réponse acceptables.
  • Atteindre un équilibre entre réponse et utilisation.
  • Évitez les reports indéfinis et appliquez les priorités.
  • Il doit également faire référence aux processus détenant les ressources clés.

ARTICLES LIÉS

Type de planificateurs de processus

Un planificateur est un type de logiciel système qui vous permet de gérer la planification des processus.

Il existe principalement trois types de planificateurs de processus :

  1. Planificateur à long terme
  2. Planificateur à court terme
  3. Planificateur à moyen terme

Planificateur à long terme

Le planificateur à long terme est également connu sous le nom de planificateur de travauxCe planificateur gère le programme, sélectionne les processus dans la file d'attente et les charge en mémoire pour exécution. Il régule également le degré de multiprogrammation.

Toutefois, l'objectif principal de ce type de planificateur est d'offrir un mélange équilibré de tâches, comme les tâches de processeur et les tâches d'E/S, permettant de gérer la multiprogrammation.

Planificateur à moyen terme

La planification à moyen terme constitue un élément important de échangepingIl permet de gérer les processus mis en pause. Dans ce planificateur, un processus en cours d'exécution peut être suspendu, ce qui génère une requête d'entrée/sortie.

Un processus en cours d'exécution peut être suspendu s'il effectue une requête d'entrée/sortie. Un processus suspendu ne peut progresser vers son achèvement. Afin de libérer de la mémoire pour d'autres processus, il convient de déplacer le processus suspendu vers un stockage secondaire.

Planificateur à court terme

La planification à court terme est également connue sous le nom de Planificateur de processeurL'objectif principal de ce planificateur est d'optimiser les performances du système selon des critères définis. Il permet de sélectionner un processus prêt à s'exécuter parmi ceux existants et de lui allouer le processeur. Le répartiteur cède ensuite le contrôle du processeur au processus sélectionné par le planificateur à court terme.

Différence entre les planificateurs

Long terme vs court terme vs moyen terme :

Long Terme Court terme Moyen terme
Le terme long est également connu sous le nom de planificateur de tâches. Le terme court est également connu sous le nom de planificateur de processeur. Le moyen terme est également appelé swapping planificateur.
Elle est soit absente, soit minime dans un système de partage de temps. C'est insignifiant dans l'ordre du temps partagé. Ce planificateur est un élément des systèmes de temps partagé.
La vitesse est inférieure à celle du planificateur à court terme. La vitesse est la plus rapide par rapport au planificateur à court et moyen terme. Il offre une vitesse moyenne.
Permet de sélectionner des processus à charger et à remettre en mémoire. Il sélectionne uniquement les processus qui sont prêts à être exécutés. Cela vous permet de renvoyer le processus en mémoire.
Offre un contrôle total. Offre moins de contrôle. Réduit le niveau de multiprogrammation.

Qu'est-ce que le changement de contexte ?

Il s'agit d'une méthode permettant de sauvegarder et de restaurer l'état d'un processeur sur la carte de circuit imprimé, afin de pouvoir reprendre l'exécution d'un processus ultérieurement au même point. Cette méthode de commutation de contexte est essentielle pour un système d'exploitation multitâche.

FAQ

Un planificateur décide quel processus doit s'exécuter ensuite en fonction d'une politique. Un répartiteur est le module qui attribue le contrôle du processeur au processus sélectionné, en effectuant le changement de contexte et le saut.ping à l'emplacement correct dans le programme.

Le degré de multiprogrammation correspond au nombre de processus exécutés simultanément en mémoire vive. Le planificateur à long terme le contrôle en déterminant le nombre de processus à admettre, en équilibrant l'utilisation du processeur et des entrées/sorties pour optimiser les performances du système.

Un bloc de contrôle de processus (PCB) est une structure de données utilisée par le système d'exploitation pour stocker toutes les informations relatives à un processus, telles que son état, son compteur de programme, ses registres et ses limites de mémoire. Il est essentiel pour la sauvegarde et la restauration des processus lors d'un changement de contexte.

L'IA peut analyser les schémas de charge de travail pour déterminer quel processus exécuter et comment allouer le temps processeur. Au lieu de règles fixes, elle adapte la planification en temps réel, améliorant ainsi le débit, le temps de réponse et l'efficacité énergétique, notamment dans le cloud et les systèmes multicœurs.

Oui. En analysant les pics d'activité du processeur et les schémas d'E/S passés, les modèles d'IA peuvent estimer la durée d'exécution d'un processus et déterminer s'il est limité par le processeur ou les E/S. Ces prédictions aident le planificateur à prioriser les processus et à réduire les temps d'attente.

Résumez cet article avec :