Styresystem manager

Opgaveplanlægning  er et af nøglebegreberne i multitasking og multiprocessing i både generelle formål og realtidsoperativsystemer . Planlægning består i at tildele prioriteter til processer i en prioritetskø . Programkoden, der udfører denne opgave, kaldes en skemalægger ( opgaveskifter , skemalægger ) . 

Det vigtigste mål med opgaveplanlægning er at bruge processoren fuldt ud. Gennemløb  er antallet af processer, der fuldfører eksekveringen pr. tidsenhed. Ventetid - Hvor lang  tid en proces venter i klarkøen. Svartid  er den tid, der går fra starten af ​​en anmodning til det første svar på en anmodning.

I realtidscomputermiljøer , for eksempel på mobile enheder designet til automatisk kontrol i industrien (for eksempel robotteknologi ), skal opgaveplanlæggeren sikre, at processer behandles inden for specificerede tidsintervaller (svartid); dette er afgørende for at opretholde den korrekte drift af realtidssystemet.

Typer af skemalæggere i operativsystemer

Operativsystemer kan omfatte op til tre forskellige typer planlæggere: langtidsplanlæggeren (eller køretidsplanlæggeren), mellemlangtidsplanlæggeren og korttidsplanlæggeren (også kendt som dispatcher ). Selve navnene beskriver allerede den relative frekvens, hvormed skemalæggeren udfører sine funktioner.

Langtidsplanlægning

Den langsigtede planlægger bestemmer, hvilke opgaver eller processer der vil blive tilføjet til køen af ​​processer klar til at køre; det vil sige, når en proces forsøges at starte, tilføjer langtidsplanlæggeren enten en ny proces til køen af ​​klar-processer (lader den køre) eller udsætter denne handling. Den langsigtede skemalægger bestemmer således, hvilke processer der skal køre samtidigt, og kontrollerer derved graden af ​​parallelitet og forholdet mellem I/O-intensive processer og CPU-intensive. Typisk bruger stationære computere ikke en langsigtet skemalægger og tillader nye processer at køre automatisk. Men denne skemalægger er meget vigtig for realtidssystemer, da hvis systemet er overbelastet med parallelle processer, kan systemets responstid blive længere end påkrævet, hvilket er uacceptabelt.

Midtvejsplanlægger

I alle systemer med virtuel hukommelse flytter (aflaster) den mellemlange skemalægger midlertidigt processer fra hovedhukommelsen til sekundær hukommelse (for eksempel til en harddisk) og omvendt. Disse handlinger kaldes paging eller swapping . Planlæggeren på mellemlang sigt kan beslutte at skifte en proces ud af hovedhukommelsen, hvis:

• processen har været inaktiv i et stykke tid;
• processen har lav prioritet;
• processen forårsager ofte sidefejl ;  _
• processen optager en stor mængde hovedhukommelse, og systemet har brug for ledig hukommelse til andre formål (for eksempel for at imødekomme en anmodning om tildeling af hukommelse til en anden proces).

Processen vil blive returneret til hovedhukommelsen, når den nødvendige mængde ledig hukommelse er tilgængelig, eller når processen vågner (i hvilket tilfælde planlæggeren vil skifte en anden proces ud af hovedhukommelsen for at frigøre hovedhukommelsen).

I mange moderne systemer, der understøtter kortlægning af virtuel adresserum til anden sekundær hukommelse end sidefilen, kan mellemtidsplanlæggeren også spille rollen som langtidsplanlæggeren, idet den behandler nye processer som processer, der er blevet skiftet ud af hovedhukommelsen. På denne måde kan systemet kun indlæse kode i hovedhukommelsen, når processen skal udføres (dette kaldes efterspørgselsindlæsning eller " doven indlæsning ").

Kortsigtet planlægger

Planlæggeren på dette niveau bestemmer, hvilken af ​​de klargjorte og indlæste processer, der skal køres på CPU'en efter afbrydelsen (efter tid, I/O-drift, operativsystemkald eller andet signal). Beslutninger på dette niveau skal træffes meget ofte (i det mindste hver tidsperiode). Planlæggeren understøtter muligvis også forebyggende multitasking (det vil sige være i stand til at afbryde udførelsen af ​​en proces).

Dispatcher

Dispatcheren er en anden komponent i planlægningssystemet. Dette er et modul, der overfører styringen af ​​processoren til den proces, der blev valgt på det kortsigtede planlægningsniveau. Dets opgaver omfatter at skifte kontekst, skifte til brugertilstand og hoppe til det rigtige sted i brugerprogrammet for at starte eller fortsætte dets eksekvering. Hovedkravet til afsenderen er hastighed, da den udfører hver processkift.

Se også

• ULE
• Brain Fuck Scheduler - opgaveplanlægger i Linux-kernen
• SCHED DEADLINE - implementering af opgaveplanlæggeren for det nærmeste afslutningstidspunkt i Linux-kernen