Планирование процессов в ОС: долгосрочный, средний, краткосрочный планировщик
Натаниэль Брукс
⚡ Умное резюме
Планирование процессов — это задача операционной системы, которая управляет процессами, находящимися в состояниях готовности, ожидания и выполнения. Оно распределяет процессорное время между процессами, поддерживает загрузку ЦП и сокращает время отклика, используя долгосрочные, среднесрочные и краткосрочные планировщики.
Что такое планирование процессов?
Планирование процесса Это задача операционной системы, которая планирует процессы, находящиеся в разных состояниях, таких как «готов», «ожидает» и «работает».
Планирование процессов позволяет операционной системе выделять каждому процессу определенный временной интервал выполнения на ЦП. Еще одна важная причина использования системы планирования процессов заключается в том, что она постоянно держит ЦП занятым. Это позволяет добиться минимального времени отклика для программ.
Очереди планирования процессов
Очереди планирования процессов помогают поддерживать отдельную очередь для каждого состояния процесса и блока управления процессом (PCB). Все процессы с одинаковым состоянием выполнения помещаются в одну очередь. Поэтому всякий раз, когда состояние процесса изменяется, его блок управления процессом необходимо отсоединить от существующей очереди и переместить обратно в очередь с новым состоянием.
Три типа очередей операционной системы:
- Очередь заданий – Это помогает вам хранить все процессы в системе.
- Готовая очередь – Этот тип очереди помогает вам настроить каждый процесс, находящийся в основной памяти, который готов и ожидает выполнения.
- Очереди устройств – Это процесс, который заблокирован из-за отсутствия устройства ввода-вывода.
На приведенной выше диаграмме:
- Прямоугольник обозначает очередь.
- Кружок обозначает ресурс.
- Стрелкой показан ход процесса.
- Каждый новый процесс сначала помещается в очередь «Готов». Он ожидает в этой очереди, пока его окончательно не обработают для выполнения. Здесь новый процесс помещается в очередь «Готов» и ожидает, пока его не выберут для выполнения или не отправят на выполнение.
- Одному из процессов выделен процессор, и он находится в процессе выполнения.
- Процесс должен инициировать запрос ввода-вывода.
- Затем его следует поместить в очередь ввода-вывода.
- Данный процесс должен создать новый подпроцесс.
- Процесс должен дождаться своего завершения.
- Его следует принудительно удалить из ЦП в результате прерывания. После завершения обработки прерывания его следует отправить обратно в очередь готовых задач.
Модель процесса с двумя состояниями
Модели процессов с двумя состояниями:
- Состояние выполнения
- Не запущенное состояние
Бег
В Operaсистема тингКаждый раз, когда создается новый процесс, он вводится в систему, которая должна быть запущена.
Не бегать
Незапущенные процессы хранятся в очереди, ожидая своей очереди на выполнение. Каждая запись в очереди указывает на конкретный процесс.
Цели планирования
Вот важные задачи планирования процессов:
- Максимизируйте количество интерактивных пользователей в пределах приемлемого времени ответа.
- Достичь баланса между реагированием и использованием.
- Избегайте отсрочек на неопределенный срок и соблюдайте приоритеты.
- Он также должен содержать ссылку на процессы, в которых хранятся ключевые ресурсы.
Тип планировщиков процессов
Планировщик — это тип системного программного обеспечения, которое позволяет управлять планированием процессов.
В основном существует три типа планировщиков процессов:
- Долгосрочный планировщик
- Краткосрочный планировщик
- Среднесрочный планировщик
Долгосрочный планировщик
Планировщик долгосрочного планирования также известен как планировщик работыЭтот планировщик регулирует работу программы, выбирает процессы из очереди и загружает их в память для выполнения. Он также регулирует степень многозадачности.
Однако главная цель этого типа планировщика — предложить сбалансированное сочетание задач, таких как задачи обработки и задачи ввода-вывода, что позволяет управлять многозадачностью.
Среднесрочный планировщик
Среднесрочное планирование является важной частью обменpingЭто позволяет обрабатывать процессы, выгруженные из памяти. В этом планировщике запущенный процесс может быть приостановлен, что приводит к запросу ввода-вывода.
Запущенный процесс может быть приостановлен, если он отправляет запрос ввода-вывода. Приостановленный процесс не может продвигаться к завершению. Чтобы удалить процесс из памяти и освободить место для других процессов, приостановленный процесс следует переместить во вторичное хранилище.
Краткосрочный планировщик
Краткосрочное планирование также известно как Планировщик ЦПОсновная цель этого планировщика — повышение производительности системы в соответствии с заданными критериями. Это позволяет выбрать из группы процессов, готовых к выполнению, и выделить процессор одному из них. Диспетчер передает управление процессором процессу, выбранному краткосрочным планировщиком.
Разница между планировщиками
Долгосрочные, краткосрочные и среднесрочные перспективы:
| Долгосрочная | Краткосрочный | Средняя степень |
|---|---|---|
| Долгосрочная стратегия также известна как планирование заданий. | Кратковременный планировщик также известен как планировщик ЦП. | Среднесрочный своп также называется свопом.ping планировщик. |
| Он либо отсутствует, либо минимален в системе с разделением времени. | Незначителен в порядке разделения времени. | Этот планировщик является элементом систем с разделением времени. |
| Скорость меньше по сравнению с краткосрочным планировщиком. | Скорость самая быстрая по сравнению с краткосрочным и среднесрочным планировщиком. | Предлагает среднюю скорость. |
| Позволяет выбирать процессы из нагрузки и возвращать их обратно в память. | Она выбирает только те процессы, которые находятся в состоянии готовности к выполнению. | Это помогает отправить процесс обратно в память. |
| Предоставляет полный контроль. | Предоставляет меньший контроль. | Снижает уровень многозадачности. |
Что такое переключение контекста?
Это метод сохранения/восстановления состояния процессора на печатной плате, позволяющий возобновить выполнение процесса с того же места позже. Метод переключения контекста важен для многозадачной операционной системы.
