Čo je plánovanie CPU?

Plánovanie CPU je proces riadenia a priradenia CPU k rôznym procesom v počítačovom systéme. Je to rozhodujúca súčasť úlohy operačného systému a určuje, ktorý proces sa v ktoromkoľvek danom čase používa CPU. Pretože CPU môže vykonávať iba jeden proces (alebo vlákno) naraz, plánovanie určuje poradie a trvanie vykonávania každého procesu. Cieľom je optimalizovať výkon systému a skúsenosti používateľov na základe rôznych faktorov a definovaných cieľov plánovania.

Tu je rozdelenie kľúčových aspektov:

* Cieľ: Hlavným cieľom je maximalizovať využitie CPU a poskytnúť spravodlivé a efektívne služby všetkým procesom. To často zahŕňa vyváženie priepustnosti (počet procesov dokončených na jednotku času) s časom odozvy (ako dlho trvá dokončenie procesu). Medzi ďalšie ciele môžu patriť minimalizácia čakacej doby alebo splnenie konkrétnych termínov (pre systémy v reálnom čase).

* procesy: Sú to nezávislé programy alebo úlohy, ktoré si vyžadujú čas CPU na vykonanie. Plánovač riadi skupinu procesov pripravených na prevádzku.

* Plánovanie algoritmov: Toto sú konkrétne stratégie, ktoré sa používajú na výber nasledujúceho procesu, ktorý sa má spustiť. Rôzne algoritmy uprednostňujú rôzne ciele. Niektoré bežné príklady zahŕňajú:

* prvé, prvé, prvé (FCFS): Procesy sa vykonávajú v poradí, v akom dorazia. Jednoduché, ale môže viesť k dlhým čakacím časom.

* najkratšia práca ako prvá (sjf): Procesy s najkratším odhadovaným časom vykonávania sa prevádzkujú ako prvé. Minimalizuje priemernú čakaciu dobu, ale vyžaduje si vopred poznanie časov vykonávania.

* Plánovanie priority: Procesy sú priradené prioritami a procesy s vyššou prioritou fungujú ako prvé. Môže viesť k hladovaniu procesov s nízkou prioritou.

* Round Robin: Každý proces dostane malý časový kúsok (kvantovo) času CPU. Spravodlivé, ale kvantová veľkosť ovplyvňuje výkon.

* Plánovanie viacúrovňového frontu: Procesy sú rozdelené do rôznych frontov na základe charakteristík (napr. Interaktívne vs. dávka).

* Plánovanie frontov viacúrovňovej spätnej väzby: Procesy sa môžu pohybovať medzi frontmi na základe ich správania.

* prepínanie kontextu: Toto je proces ukladania stavu jedného procesu a načítania stavu iného. Pôsobí režijné náklady, ktoré by sa mali brať do úvahy pri výbere plánovania algoritmu.

* Preventívne vs. ne-Premptive: Preventívne plánovanie umožňuje OS prerušiť proces spustenia a prepnúť na iný. Nepreceptívne plánovanie si vyžaduje proces, ktorý sa dobrovoľne vzdá CPU. Preventívne plánovanie je vo všeobecnosti flexibilnejšie a pohotovejšie.

Stručne povedané, plánovanie CPU je základnou funkciou OS, ktorá výrazne ovplyvňuje výkon systému. Výber algoritmu plánovania je kompromis medzi rôznymi metrikami výkonnosti a optimálny algoritmus závisí od konkrétnych systémových požiadaviek a pracovného zaťaženia.

• Predchádzajúca strana: Aké sú výhody a nevýhody AMD vs Intel pre sieť so 75 počítačmi? 
• Ďalšia strana: Aký je rozdiel v procesoroch a postupoch?