Một Hệ điều hành có nhiều tác vụ được sắp xếp hàng phút. Nó thực sự được thiết kế để kết nối tất cả các chương trình và thực thi theo yêu cầu tác vụ. Lập lịch trình quy trình là một nhiệm vụ quan trọng đối với Hệ điều hành. Hệ điều hành Xử lý các tác vụ khác nhau ở các trạng thái khác nhau; sẵn sàng, đang chạy và chờ đợi.
Lý do quan trọng của việc lập lịch trình là nó cho phép hệ điều hành phân bổ các khoảng thời gian nhất định của bộ xử lý cho mọi quá trình. Nhiệm vụ chính của lập lịch trình là giữ cho bộ xử lý hoạt động liên tục mọi lúc để có thời gian chờ tối thiểu cho tất cả các chương trình.
Có ba trạng thái quy trình: Đang chạy, Đang chờ và Sẵn sàng. Lập lịch quy trình có các hàng đợi khác nhau cho các trạng thái khác nhau. Tất cả các tác vụ có trạng thái tương tự được chuyển đến cùng một hàng đợi. Nếu bất kỳ trạng thái nào của nhiệm vụ bị thay đổi, nó sẽ chuyển sang hàng đợi tương ứng.
Có ba loại hàng đợi có sẵn để lập lịch trình. Chúng là hàng đợi công việc, hàng đợi sẵn sàng và hàng đợi thiết bị. Các quy trình của hệ thống được lưu trữ trong hàng đợi công việc. Hàng đợi sẵn sàng sắp xếp tất cả các tác vụ đang chờ thực hiện trong khi Hàng đợi thiết bị xử lý các thiết bị ngoại vi và thiết bị hệ thống nội bộ.
Bộ lập lịch ngắn hạn và dài hạn
Sự khác biệt giữa Bộ lập lịch ngắn hạn và Người lập lịch dài hạn là cách tác vụ được thực thi. Bộ lập lịch ngắn hạn tạo điều kiện thuận lợi cho việc lựa chọn quá trình từ Hàng đợi sẵn sàng và phân bổ nó cho bộ xử lý để thực thi, trong khi bộ lập lịch dài hạn giúp chọn quá trình từ nhóm công việc và phân bổ trong hàng đợi sẵn sàng.
Hai loại là bộ lập lịch hoạt động song song để tạo điều kiện thuận lợi cho việc lập lịch trình Ngắn hạn và Bộ lập lịch dài hạn là phần mềm hệ thống xử lý việc lập lịch quá trình một cách hiệu quả.
Bảng so sánh giữa công cụ lập lịch ngắn hạn và dài hạn (ở dạng bảng)
| Tham số so sánh | Lập lịch ngắn hạn | Bộ lập lịch dài hạn |
|---|---|---|
| Nhiệm vụ | Nó chọn tiến trình từ hàng đợi Sẵn sàng để gửi đến CPU. | Quá trình được chọn từ nhóm công việc sẽ chuyển nó vào hàng đợi sẵn sàng. |
| Tính thường xuyên | Tần suất lập lịch ngắn hạn nhiều hơn. | Trình lập lịch dài hạn không thường xuyên như lập lịch trình ngắn hạn. |
| Kiểm soát đa lập trình | Bộ lập lịch ngắn hạn có ít quyền kiểm soát hơn đối với đa lập trình. | Bộ lập lịch dài hạn có quyền kiểm soát đa chương trình. |
| Hệ thống chia sẻ thời gian | Bộ lập lịch ngắn hạn có sự hiện diện tối thiểu trong hệ thống chia sẻ thời gian. | Bộ lập lịch dài hạn không có sẵn trong hệ thống chia sẻ thời gian. |
| Tên thay thế | Nó còn được gọi là Bộ lập lịch CPU. | Nó còn được gọi là Trình lập lịch công việc. |
Lập lịch ngắn hạn là gì?
Ngắn hạn Bộ lập lịch là phần mềm hệ thống chọn các quy trình từ hàng đợi sẵn sàng và gửi đến Bộ xử lý để thực thi. Bộ lập lịch ngắn hạn còn được gọi là Bộ lập lịch CPU.
Trong hệ thống chia sẻ thời gian, công cụ lập lịch ngắn hạn xuất hiện rất ít. Việc thực thi của người lập lịch ngắn hạn diễn ra thường xuyên và cũng thường xuyên hơn so với người lập lịch dài hạn.
Mức độ đa chương trình cũng bị hạn chế và ít kiểm soát hơn. Bộ lập lịch ngắn hạn sử dụng một thuật toán quyết định quá trình nào sẽ được lên lịch để thực hiện.
Việc thực thi các quy trình mất vài mili giây và đây là một trong những lý do tại sao nó thường xuyên hơn so với bộ lập lịch dài hạn. Thuật toán quyết định các quy trình được chọn có tầm quan trọng hàng đầu vì nó quyết định quy trình nào tiếp theo.
Quá trình có thời gian chờ đợi lâu phải được chọn từ hàng đợi sẵn sàng. Điều đó có nghĩa là khi một quy trình được chọn, tất cả các quy trình khác sẽ đợi đến lượt của nó.
Nếu bộ lập lịch ngắn hạn mắc lỗi trong việc chọn một quy trình có thời gian bùng nổ dài, sẽ có một lỗi được gọi là chết đói.
Đói là lỗi của người lập lịch ngắn hạn trong việc thực hiện đúng quy trình. Điều này có thể được quan sát thấy trong độ trễ trong việc mở tệp, độ trễ khi mở một chương trình được yêu cầu.
Lập lịch dài hạn là gì?
Bộ lập lịch dài hạn là phần mềm hệ thống chọn quá trình từ nhóm công việc và đẩy nó vào hàng đợi sẵn sàng cho quá trình tiếp theo bởi bộ lập lịch ngắn hạn. Có nhiều trường hợp nhiều chương trình được gửi để thực thi và nhiều lần, việc thực thi tất cả các tác vụ ngay lập tức là không thể.
Các tác vụ này được lưu trữ trong một nhóm được gọi là nhóm công việc. Các tác vụ sẽ đợi đến lượt trong khi bộ lập lịch dài hạn chọn quá trình có thời gian chờ lâu và gửi nó đến hàng đợi sẵn sàng để thực hiện.
Bộ lập lịch dài hạn còn được gọi là bộ lập lịch Công việc. Tần suất của quy trình của người lập lịch dài hạn ít hơn khi so sánh với trình lập lịch ngắn hạn.
Không giống như bộ lập lịch ngắn hạn, bộ lập lịch dài hạn quản lý nhiều chương trình theo cách linh hoạt. Nó là cái tách các chương trình theo dòng thời gian và đưa nó vào hàng đợi sẵn sàng.
Bộ lập lịch dài hạn có trách nhiệm lớn hơn trong việc lựa chọn các quá trình giữ cho Đầu vào / Đầu ra và các tác vụ ràng buộc của bộ xử lý theo dòng. Điều này đảm bảo thông lượng hệ thống tối ưu và cả chức năng thích hợp.
Cần phải hiểu rằng nhiệm vụ chính của bộ lập lịch dài hạn là cung cấp các công việc hỗn hợp cho hàng đợi sẵn sàng. Điều này được bộ lập lịch ngắn hạn lựa chọn thêm để thực hiện.
Sự khác biệt chính giữa công cụ lập lịch ngắn hạn và dài hạn
- Các sự khác biệt chính giữa Bộ lập lịch ngắn hạn và Người lập lịch dài hạn là, bộ lập lịch ngắn hạn lần lượt chọn các quá trình từ hàng đợi sẵn sàng và đưa nó vào CPU để thực thi tiếp trong khi bộ lập lịch dài hạn chọn các quá trình từ bộ lưu trữ hàng loạt các tác vụ được gọi là nhóm công việc và gửi nó đến hàng đợi sẵn sàng.
- Bộ lập lịch ngắn hạn thường xuyên hơn trong việc lựa chọn các quy trình từ hàng đợi sẵn sàng hơn bộ lập lịch dài hạn từ nhóm công việc.
- Bộ lập lịch ngắn hạn có ít quyền kiểm soát hơn đối với đa chương trình trong khi bộ lập lịch dài hạn kiểm soát mức độ đa lập trình.
- Bộ lập lịch ngắn hạn hiện diện tối thiểu trong hệ thống chia sẻ thời gian trong khi bộ lập lịch dài hạn không có trong hệ thống chia sẻ thời gian.
- Bộ lập lịch ngắn hạn phân bổ nhiệm vụ cho CPU cho quá trình của nó, vì vậy nó còn được gọi là bộ lập lịch CPU trong khi bộ lập lịch dài hạn phân bổ nhiệm vụ cho hàng đợi sẵn sàng cho hành động tiếp theo của bộ lập lịch ngắn hạn, nó được gọi là công việc Người lập kế hoạch.
Sự kết luận
Lập kế hoạch quy trình có một mục tiêu quan trọng là cân bằng giữa phản ứng và sử dụng. Điều này sẽ tối đa hóa số lượng người dùng bằng cách cung cấp thời gian chờ đợi tối thiểu để các chương trình xử lý. Việc lên lịch sẽ diễn ra song song và không được bỏ sót trên dòng thời gian.
Chức năng của bộ lập lịch dài hạn và ngắn hạn là rất quan trọng để hệ thống hoạt động liên tục. Nếu có lỗi trong quá trình thực thi, có thể dễ dàng xác định xem lịch trình ngắn hạn bị lỗi hay bộ lập lịch dài hạn. Hầu hết thời gian, hệ thống có thể chậm chạp trong việc đưa ra nhiều lệnh khác nhau để CPU xử lý.
Tuy nhiên, cần lưu ý rằng, để đạt được CPU, nó phải trải qua quá trình lựa chọn bộ lập lịch Ngắn hạn và Dài hạn.
- https://ieeexplore.ieee.org/abstract/document/5532867/
- https://arxiv.org/abs/1111.5348
