Lập lịch quy trình trong hệ điều hành: Lập lịch dài hạn, trung bình, ngắn hạn

Lập kế hoạch quy trình là gì?

Lập lịch trình quy trình là một tác vụ của hệ điều hành lên lịch cho các tiến trình ở các trạng thái khác nhau như sẵn sàng, chờ và đang chạy.

Lập lịch quy trình cho phép HĐH phân bổ khoảng thời gian thực thi CPU cho mỗi quy trình. Một lý do quan trọng khác để sử dụng hệ thống lập lịch tiến trình là nó giữ cho CPU luôn bận rộn. Điều này cho phép bạn có được thời gian phản hồi tối thiểu cho các chương trình.

Xử lý hàng đợi lập lịch

Hàng đợi lập lịch quy trình giúp bạn duy trì một hàng đợi riêng biệt cho từng trạng thái quy trình và PCB. Tất cả quá trình có cùng trạng thái thực thi được đặt trong cùng một hàng đợi. Do đó, bất cứ khi nào trạng thái của một quá trình được sửa đổi, PCB của nó cần được hủy liên kết khỏi hàng đợi hiện có, quá trình này sẽ chuyển trở lại hàng đợi trạng thái mới.

Ba loại hàng đợi của hệ điều hành là:

Hàng đợi công việc – Nó giúp bạn lưu trữ tất cả các tiến trình trong hệ thống.
Hàng đợi sẵn sàng – Loại hàng đợi này giúp bạn thiết lập mọi tiến trình nằm trong bộ nhớ chính, sẵn sàng và chờ thực thi.
Hàng đợi thiết bị – Đó là một quá trình bị chặn do thiếu thiết bị I/O.

Trong sơ đồ trên,

Hình chữ nhật tượng trưng cho một hàng đợi.
Vòng tròn biểu thị tài nguyên
Mũi tên chỉ ra dòng chảy của quá trình.

Mọi quy trình mới trước tiên đều được đưa vào hàng Sẵn sàng. Nó sẽ đợi trong hàng đợi sẵn sàng cho đến khi cuối cùng nó được xử lý để thực thi. Ở đây, quy trình mới được đặt vào hàng đợi sẵn sàng và đợi cho đến khi nó được chọn để thực thi hoặc được gửi đi.
Một trong các tiến trình được cấp phát CPU và nó đang thực thi
Quá trình sẽ đưa ra yêu cầu I/O
Sau đó, nó sẽ được đặt trong hàng đợi I/O.
Quá trình này sẽ tạo một quy trình con mới
Quá trình này sẽ chờ kết thúc.
Nó sẽ bị loại bỏ mạnh mẽ khỏi CPU, do đó sẽ bị gián đoạn. Sau khi ngắt hoàn tất, nó sẽ được gửi trở lại hàng đợi sẵn sàng.

Mô hình quy trình hai trạng thái

Các mô hình quy trình hai trạng thái là:

Trạng thái đang chạy
Trạng thái không chạy

Chạy

Trong tạp chí Operahệ thống ting, bất cứ khi nào một quy trình mới được xây dựng, nó sẽ được nhập vào hệ thống và hệ thống sẽ chạy.

Không chạy

Quá trình không chạy sẽ được giữ trong hàng đợi chờ đến lượt chúng được thực thi. Mỗi mục trong hàng đợi là một điểm tới một quy trình cụ thể.

Mục tiêu lập kế hoạch

Đây là những mục tiêu quan trọng của việc lập lịch trình quy trình

Tối đa hóa số lượng người dùng tương tác trong thời gian phản hồi có thể chấp nhận được.
Đạt được sự cân bằng giữa phản ứng và sử dụng.
Tránh trì hoãn vô thời hạn và thực thi các ưu tiên.
Nó cũng nên cung cấp tham chiếu đến các quy trình nắm giữ các tài nguyên quan trọng.

Loại bộ lập lịch quy trình

Bộ lập lịch là một loại phần mềm hệ thống cho phép bạn xử lý việc lập lịch trình.

Chủ yếu có ba loại Bộ lập lịch quy trình:

Người lập kế hoạch dài hạn
Người lập kế hoạch ngắn hạn
Người lập kế hoạch trung hạn

Người lập kế hoạch dài hạn

Bộ lập lịch dài hạn còn được gọi là người lập kế hoạch công việc. Bộ lập lịch này điều chỉnh chương trình và chọn quy trình từ hàng đợi và tải chúng vào bộ nhớ để thực thi. Nó cũng quy định mức độ đa chương trình.

Tuy nhiên, mục tiêu chính của loại bộ lập lịch này là cung cấp sự kết hợp cân bằng giữa các công việc, chẳng hạn như các công việc Bộ xử lý, I/O, cho phép quản lý đa chương trình.

Người lập kế hoạch trung hạn

Lập kế hoạch trung hạn là một phần quan trọng của trao đổi. Nó cho phép bạn xử lý các quy trình bị tráo đổi. Trong bộ lập lịch này, một quy trình đang chạy có thể bị tạm dừng và tạo ra yêu cầu I/O.

Một tiến trình đang chạy có thể bị treo nếu nó đưa ra yêu cầu I/O. Một quy trình bị đình chỉ không thể đạt được bất kỳ tiến triển nào để hoàn thành. Để xóa quy trình khỏi bộ nhớ và tạo khoảng trống cho các quy trình khác, quy trình bị tạm dừng phải được chuyển sang bộ lưu trữ thứ cấp.

Người lập kế hoạch ngắn hạn

Lập kế hoạch ngắn hạn còn được gọi là Bộ lập lịch CPU. Mục tiêu chính của bộ lập lịch này là tăng hiệu suất hệ thống theo các tiêu chí đã đặt ra. Điều này giúp bạn chọn từ một nhóm quy trình sẵn sàng thực thi và phân bổ CPU cho một trong số chúng. Bộ điều phối trao quyền kiểm soát CPU cho quy trình được lựa chọn bởi bộ lập lịch ngắn hạn.

Sự khác biệt giữa các Trình lập lịch biểu

Dài hạn Vs. Ngắn hạn Vs. Trung hạn

Dài hạn	Thời gian ngắn	Trung hạn
Dài hạn còn được gọi là người lập kế hoạch công việc	Ngắn hạn còn được gọi là bộ lập lịch CPU	Trung hạn còn được gọi là bộ lập lịch hoán đổi.
Nó vắng mặt hoặc ở mức tối thiểu trong hệ thống chia sẻ thời gian.	Nó không đáng kể trong thứ tự chia sẻ thời gian.	Bộ lập lịch này là một phần tử của hệ thống chia sẻ thời gian.
Tốc độ ít hơn so với bộ lập lịch ngắn hạn.	Tốc độ nhanh nhất so với các bộ lập lịch ngắn hạn và trung hạn.	Nó cung cấp tốc độ trung bình.
Cho phép bạn chọn các quy trình từ tải và gộp lại vào bộ nhớ	Nó chỉ chọn các tiến trình ở trạng thái sẵn sàng thực thi.	Nó giúp bạn gửi quá trình trở lại bộ nhớ.
Cung cấp toàn quyền kiểm soát	Cung cấp ít quyền kiểm soát hơn	Giảm mức độ đa chương trình.

Chuyển đổi bối cảnh là gì?

Đây là phương pháp lưu trữ/khôi phục trạng thái của CPU trong PCB. Để quá trình thực thi có thể được tiếp tục từ cùng một điểm vào thời điểm sau. Phương pháp chuyển đổi ngữ cảnh rất quan trọng đối với hệ điều hành đa nhiệm.

Tổng kết

Lập lịch quy trình là một tác vụ của hệ điều hành lên lịch cho các quy trình ở các trạng thái khác nhau như sẵn sàng, chờ và đang chạy.
Các mô hình quy trình hai trạng thái là 1) Đang chạy và ) Không chạy
Lập kế hoạch quy trình tối đa hóa số lượng người dùng tương tác, trong thời gian phản hồi có thể chấp nhận được.
Bộ lập lịch là một loại phần mềm hệ thống cho phép bạn xử lý việc lập lịch trình.
Ba loại bộ lập lịch là 1) Dài hạn 2) Ngắn hạn 3) Trung hạn
Bộ lập lịch dài hạn điều chỉnh chương trình và chọn quy trình từ hàng đợi và tải chúng vào bộ nhớ để thực thi.
Bộ lập lịch trung hạn cho phép bạn xử lý các quy trình được hoán đổi.
Mục tiêu chính của bộ lập lịch ngắn hạn là tăng hiệu suất hệ thống theo các tiêu chí đã đặt ra
Dài hạn còn được gọi là người lập kế hoạch công việc, trong khi ngắn hạn còn được gọi là Bộ lập lịch CPUvà trung hạn còn được gọi là bộ lập lịch hoán đổi.