1. Le concept de base de l'ordonnancement du processeur
1. Principes de base
Différents algorithmes d'ordonnancement ont des caractéristiques différentes. Lors de la sélection d'un algorithme d'ordonnancement, les caractéristiques de l'algorithme doivent être prises en compte. Afin de comparer les performances des algorithmes d'ordonnancement des processeurs, de nombreux critères d'évaluation ont été proposés, dont les principaux sont présentés ci-dessous :
(1) Utilisation du processeur
Le processeur est l'une des ressources les plus importantes et les plus coûteuses d'un système informatique. Le processeur doit donc être utilisé autant que possible. Préserver l'état "occupé" maximise l'utilisation de cette ressource.
(2) Débit du système (représente le nombre de tâches terminées par le processeur par unité de temps).
Les tâches longues doivent consommer un temps processeur long, ce qui réduira le débit du système. Pour les tâches courtes, elles doivent consommer moins de temps processeur. . Court, afin que le débit du système puisse être amélioré.
Différents algorithmes et méthodes de planification auront également un impact plus important sur le débit du système.
(3) Délai d'exécution Le
délai d'exécution fait référence au temps écoulé entre la soumission du travail et l'achèvement du travail, qui est la somme du temps passé à attendre, à faire la queue dans la file d'attente, à s'exécuter sur le processeur et à effectuer des opérations d'entrée/sortie.
A. Le délai d'exécution d'un travail peut être exprimé comme suit :
Délai d'exécution = délai d'achèvement du travail - délai de soumission du travail
B. Délai d'exécution moyen = (délai d'exécution du travail 1 + ... + délai d'exécution du travail n) / n
C Délai d'exécution pondéré Désigne le rapport entre le délai d'exécution du travail et le temps d'exécution réel du travail Délai
d'exécution pondéré = délai d'exécution du travail/temps d'exécution réel du travail
(4) Temps d'attente Le temps d'attente
correspond à la somme des temps que le processus est en état d'attente pour le processeur Plus le temps d'attente est long, plus la satisfaction de l'utilisateur est faible (
5)
Dans un système interactif, le délai d'exécution ne peut pas être le meilleur critère d'évaluation, et le temps de réponse est généralement utilisé comme mesure d'ordonnancement Un des principes importants de l'algorithme
2. Trois niveaux
De la soumission à l'achèvement, un travail doit souvent passer par la planification à trois niveaux suivante :
(1) Planification des travaux, également connue sous le nom de planification avancée, sa tâche principale consiste à sélectionner un (ou plusieurs) parmi les travaux dans l'état de sauvegarde de la mémoire externe selon certains principes ) tâches, leur allouer les ressources nécessaires telles que la mémoire et les périphériques d'entrée/sortie, et établir les processus correspondants afin qu'ils puissent obtenir le droit de concourir pour le processeur.
(2) La planification intermédiaire, également connue sous le nom de planification de la mémoire, est utilisée pour améliorer l'utilisation de la mémoire et le débit du système. Pour cette raison, les processus qui ne peuvent pas s'exécuter temporairement doivent être transférés vers la mémoire externe pour attendre, et l'état du processus à ce moment est appelé l'état suspendu. Lorsqu'ils sont prêts à s'exécuter et que la mémoire est légèrement libre, l'ordonnancement intermédiaire décide de transférer ces processus prêts sur la mémoire externe qui sont prêts à s'exécuter à nouveau dans la mémoire, et de modifier leur état à l'état prêt, et de les suspendre dans l'état prêt. faire la queue et attendre.
(3) Planification de processus, également connue sous le nom de planification de bas niveau, sa tâche principale consiste à sélectionner un processus dans la file d'attente prête selon une certaine méthode et stratégie, et à lui affecter un processeur. La planification de processus est la planification la plus élémentaire du La planification des processus doit être configurée dans les systèmes d'exploitation généraux . La fréquence d'ordonnancement des processus est très élevée, généralement toutes les dizaines de millisecondes.
3. Méthode de planification des processus
La méthode dite de planification de processus fait référence au moment où un processus s'exécute sur le processeur, s'il y a un processus plus important ou urgent qui doit être traité, c'est-à-dire que le processus avec une priorité plus élevée entre dans la file d'attente prête, comment le processeur devrait-il être attribué à ce moment? Il existe généralement deux méthodes de planification de processus :
(1) La planification non préemptive, également appelée non préemptive. La planification sans privation signifie que lorsqu'un processus s'exécute sur le processeur, même si un processus plus important ou urgent entre dans la file d'attente prête, le processus en cours d'exécution continuera à s'exécuter jusqu'à ce que le processus soit terminé ou qu'un événement se produise pour entrer dans la file d'attente. l'état bloquant, le processeur est affecté à des processus plus importants ou urgents.
(2) Méthode de planification de la privation, également appelée méthode de préemption. L'utilisation de la planification préemptive présente des avantages évidents dans l'amélioration du débit du système et de l'efficacité de la réponse. Cependant, la "privation" n'est pas un comportement arbitraire et certains principes doivent être suivis, notamment les principes de priorité, de priorité de processus court et de tranche de temps.
2. Algorithme de planification - Algorithme premier arrivé, premier servi (algorithme FCFS)
1. Règles d'algorithme.
L'algorithme du premier arrivé, premier serveur (premier arrivé, premier serveur, FCFS)
planifie les travaux/processus dans l'ordre dans lequel ils arrivent.
2. Conditions applicables. Il peut être utilisé à la fois pour la planification des tâches et la planification des processus.
3. Avantages et inconvénients.
Avantages : L'algorithme est simple à mettre en œuvre.
Inconvénients : Bon pour les travaux longs, mauvais pour les travaux courts.
3. Algorithme de planification—Algorithme du travail court en premier (algorithme SJF)
1. Règles d'algorithme.
L'algorithme de planification du travail court en premier (travail court en premier, SJF)
calcule la priorité en fonction de la durée du travail. Plus le travail est court, plus la priorité est élevée.
2. Conditions applicables. Il peut être utilisé à la fois pour la planification des tâches et la planification des processus.
3. Avantages et inconvénients.
Avantages : temps d'attente moyen et délai d'exécution moyen "les plus courts".
Inconvénients : A. Le temps d'exécution du travail doit être connu en premier.
B. C'est défavorable pour les longs travaux, et la faim apparaîtra.
C. Ne tient pas compte de l'urgence de la mission.
4. Algorithme de planification - Algorithme de priorité
1. Règles d'algorithme.
L'algorithme de priorité (algorithme de planification des priorités)
est basé sur l'urgence du processus (tâche), et la priorité correspondante est donnée au processus par l'extérieur, et la planification est effectuée en fonction de la priorité.
2. Conditions applicables. Il peut être utilisé pour la planification des tâches, la planification des processus et même la planification des E/S.
3. Tapez
Algorithme d'ordonnancement prioritaire préemptif :
tant qu'un autre processus avec une priorité plus élevée apparaît, l'ordonnancement changera.
Algorithme d'ordonnancement prioritaire non préemptif : abandon volontaire.
4. Type de priorité
A. Priorité statique : Elle est déterminée lors de la création du processus et ne change pas pendant toute la durée d'exécution du processus.
B. Priorité dynamique : Au début de la création d'un processus, affectez d'abord une priorité au processus, puis ajustez dynamiquement la priorité.
5. Avantages et inconvénients
Avantages : Utiliser la priorité pour distinguer l'urgence et s'appliquer au système d'exploitation en temps réel.
Inconvénients : peut provoquer une famine (famine des processus de faible priorité).
