Planiranje procesa u OS-u: dugoročni, srednji, kratkoročni planer

⚡ Pametni sažetak

Raspoređivanje procesa je zadatak operacijskog sustava koji upravlja procesima u stanjima spremnosti, čekanja i izvođenja. Dodjeljuje CPU vrijeme svakom procesu, održava CPU zauzetim i smanjuje vrijeme odziva korištenjem dugoročnih, srednjoročnih i kratkoročnih raspoređivača.

  • Definicija: Raspoređivanje procesa upravlja procesima u stanju spremnosti, čekanja i izvođenja kako bi CPU bio zauzet.
  • 📥 Redovi čekanja: Redovi čekanja za poslove, spremnost i uređaje organiziraju procese prema stanju izvršenja.
  • 🔀 Model dviju država: Na najjednostavnijoj razini, proces se ili izvršava ili ne izvršava.
  • 🧑💼 Tri planera: Dugoročni, srednjoročni i kratkoročni planeri kontroliraju koji se procesi izvršavaju i kada.
  • kratkoročno: CPU planer je najbrži, odabirući spreman proces za trenutno izvršenje.
  • 🔁 Prekidač konteksta: Spremanje i vraćanje stanja CPU-a na PCB omogućuje multitasking.

Raspoređivanje procesa u OS-u

Što je planiranje procesa?

Planiranje procesa je zadatak OS-a koji raspoređuje procese različitih stanja poput spremnosti, čekanja i izvršavanja.

Raspoređivanje procesa omogućuje OS-u da dodijeli vremenski interval izvršavanja CPU-a za svaki proces. Drugi važan razlog za korištenje sustava za raspoređivanje procesa je taj što CPU drži zauzetim cijelo vrijeme. To vam omogućuje da dobijete minimalno vrijeme odziva za programe.

Redovi za planiranje procesa

Redovi raspoređivanja procesa pomažu vam u održavanju zasebnog reda za svako stanje procesa i PCB. Svi procesi istog stanja izvršenja smještaju se u isti red. Stoga, kad god se stanje procesa promijeni, njegov PCB treba odspojiti iz postojećeg reda i vratiti u red novog stanja.

Tri vrste čekanja operativnog sustava su:

  1. Red čekanja poslova – Pomaže vam da pohranite sve procese u sustav.
  2. Spremni red – Ova vrsta reda čekanja pomaže vam da postavite svaki proces koji se nalazi u glavnoj memoriji, koji je spreman i čeka na izvršenje.
  3. Redovi čekanja uređaja – To je proces koji je blokiran zbog nepostojanja I/O uređaja.
Redovi za planiranje procesa
Redovi za planiranje procesa

Na gore navedenom dijagramu:

  • Pravokutnik predstavlja red čekanja.
  • Krug označava resurs.
  • Strelica označava tok procesa.
  1. Svaki novi proces prvo se stavlja u red čekanja Spremno. Čeka u redu čekanja dok se konačno ne obradi za izvršenje. Ovdje se novi proces stavlja u red čekanja Spremno i čeka dok se ne odabere za izvršenje ili dok se ne otpremi.
  2. Jednom od procesa je dodijeljen CPU i on se izvršava.
  3. Proces bi trebao izdati I/O zahtjev.
  4. Zatim ga treba smjestiti u I/O red.
  5. Proces bi trebao stvoriti novi podproces.
  6. Proces bi trebao čekati svoj završetak.
  7. Treba ga prisilno ukloniti iz CPU-a kao rezultat prekida. Nakon što je prekid završen, treba ga vratiti u red čekanja.

Model procesa s dva stanja

Modeli procesa s dva stanja su:

  • Running State
  • Nije pokrenuto stanje

Trčanje

u Operating sustav, kad god se izgradi novi proces, on se unosi u sustav, koji bi trebao biti pokrenut.

Ne trčim

Procesi koji se ne izvršavaju drže se u redu čekanja koji čeka svoj red za izvršenje. Svaki unos u redu je točka na određeni proces.

Ciljevi rasporeda

Evo važnih ciljeva raspoređivanja procesa:

  • Povećajte broj interaktivnih korisnika unutar prihvatljivog vremena odgovora.
  • Postignite ravnotežu između odziva i korištenja.
  • Izbjegavajte odgađanje na neodređeno vrijeme i nametnite prioritete.
  • Također bi trebalo upućivati ​​na procese koji drže ključne resurse.

Vrsta planera procesa

Planer je vrsta sistemskog softvera koji vam omogućuje rukovanje rasporedom procesa.

Postoje uglavnom tri vrste planera procesa:

  1. Dugoročni planer
  2. Kratkoročni planer
  3. Srednjoročni planer

Dugoročni planer

Dugoročni planer poznat je i kao raspored poslovaOvaj raspoređivač regulira program i odabire procese iz reda čekanja te ih učitava u memoriju za izvršenje. Također regulira stupanj višestrukog programiranja.

Međutim, glavni cilj ove vrste raspoređivača je ponuditi uravnoteženu kombinaciju poslova, poput procesorskih i I/O poslova, što omogućuje upravljanje multiprogramiranjem.

Srednjoročni planer

Srednjoročno planiranje važan je dio razmijenitipingOmogućuje vam rukovanje zamijenjenim procesima. U ovom planeru, proces koji se izvršava može se obustaviti, što šalje zahtjev za ulazno/izlazne operacije.

Proces u tijeku može se suspendirati ako podnese zahtjev za ulazno/izlazne operacije. Suspendirani proces ne može napredovati prema dovršetku. Kako bi se proces uklonio iz memorije i oslobodio prostor za druge procese, suspendirani proces treba premjestiti u sekundarnu memoriju.

Kratkoročni planer

Kratkoročno raspoređivanje poznato je i kao CPU planerGlavni cilj ovog raspoređivača je poboljšati performanse sustava prema postavljenim kriterijima. To vam pomaže odabrati iz grupe procesa koji su spremni za izvršavanje i dodijeliti CPU jednom od njih. Dispečer daje kontrolu nad CPU-om procesu koji je odabrao kratkoročni raspoređivač.

Razlika između planera

Dugoročno vs. kratkoročno vs. srednjoročno:

Dugoročno Kratkoročno Srednjoročna
Dugoročno je poznato i kao planer poslova. Kratkoročni je također poznat kao raspoređivač CPU-a. Srednjoročni se naziva i swapping raspoređivač.
Ili ga nema ili je minimalan u sustavu dijeljenja vremena. Beznačajno je u redoslijedu dijeljenja vremena. Ovaj planer je element sustava dijeljenja vremena.
Brzina je manja u usporedbi s kratkoročnim planerom. Brzina je najveća u usporedbi s kratkoročnim i srednjoročnim planerom. Nudi srednju brzinu.
Omogućuje vam odabir procesa iz učitavanja i njihovo ponovno pohranjivanje u memoriju. Odabire samo procese koji su u stanju spremnosti za izvršavanje. Pomaže vam vratiti proces u memoriju.
Nudi potpunu kontrolu. Pruža manju kontrolu. Smanjuje razinu multiprogramiranja.

Što je Context switch?

To je metoda pohranjivanja/vraćanja stanja CPU-a na PCB-u, tako da se izvršavanje procesa može nastaviti s iste točke kasnije. Metoda promjene konteksta važna je za višezadaćni OS.

Pitanja i odgovori

Raspoređivač odlučuje koji će se proces sljedeći pokrenuti na temelju pravila. Dispečer je modul koji odabranom procesu daje kontrolu nad CPU-om, izvodeći promjenu konteksta i skok.ping na ispravno mjesto u programu.

Stupanj multiprogramiranja je broj procesa koji se istovremeno nalaze u glavnoj memoriji. Dugoročni planer ga kontrolira odlučujući koliko procesa će prihvatiti, balansirajući korištenje CPU-a i I/O-a za učinkovite performanse sustava.

Blok upravljanja procesom je podatkovna struktura koju OS koristi za pohranjivanje svih informacija o procesu, kao što su njegovo stanje, brojač programa, registri i ograničenja memorije. Neophodan je za spremanje i vraćanje procesa tijekom promjene konteksta.

Umjetna inteligencija može naučiti obrasce opterećenja kako bi odlučila koji proces pokrenuti i kako dodijeliti vrijeme procesora. Umjesto fiksnih pravila, prilagođava raspoređivanje u stvarnom vremenu, poboljšavajući propusnost, vrijeme odziva i energetsku učinkovitost, posebno u cloud i višejezgrenim sustavima.

Da. Analizirajući prošla opterećenja CPU-a i uzorke ulazno/izlaznih operacija, AI modeli mogu procijeniti koliko će dugo proces trajati i je li vezan uz CPU ili ulazno/izlazne operacije. Ta predviđanja pomažu raspoređivaču da odredi prioritete procesa i smanji vrijeme čekanja.

Sažmite ovu objavu uz: