Präventive Planungsrichtlinien bieten gegenüber nicht präemptiven Planungsalgorithmen mehrere Vorteile:
Verbesserte Systemreaktionsfähigkeit:Präventive Planung stellt sicher, dass Prozesse mit hoher Priorität umgehend die Kontrolle über die CPU übernehmen können, auch wenn sie gerade nicht ausgeführt werden. Wenn ein Prozess mit höherer Priorität zur Ausführung bereit wird, darf er einen aktuell ausgeführten Prozess mit niedrigerer Priorität vorwegnehmen oder unterbrechen. Dadurch wird sichergestellt, dass wichtige Aufgaben ohne unnötige Wartezeiten erledigt werden, was zu einer verbesserten Systemreaktionsfähigkeit und Benutzerzufriedenheit führt.
Bessere Auslastung der CPU:Durch die Priorisierung von Prozessen ermöglicht die präventive Planung eine effizientere Auslastung der CPU. Prozesse mit hoher Priorität, die eine dringende Verarbeitung erfordern, können sofort CPU-Zeit beanspruchen, sodass das System kritische Aufgaben schneller abschließen und sich anderen Aufgaben zuwenden kann. Dadurch wird verhindert, dass Prozesse mit niedrigerer Priorität die CPU monopolisieren, was zu einem höheren Gesamtdurchsatz führt.
Gewährleistet Fairness:Die präventive Planung sorgt für Fairness zwischen Prozessen, indem sie verhindert, dass Prozesse mit niedrigerer Priorität die Ausführung von Aufgaben mit höherer Priorität auf unbestimmte Zeit blockieren. Mit Preemption wertet der Scheduler regelmäßig Prozessprioritäten aus und stellt sicher, dass Prozesse mit höherer Priorität regelmäßig die CPU zugewiesen bekommen. Dieser Fairness-Mechanismus trägt dazu bei, ein Aushungern zu verhindern, einen Zustand, bei dem Prozesse mit niedrigerer Priorität aufgrund der kontinuierlichen Ausführung von Prozessen mit höherer Priorität möglicherweise nie eine Chance zur Ausführung erhalten.
Verbessertes Ressourcenmanagement:Präventive Planung kann bei der effektiven Verwaltung von Systemressourcen helfen. Indem der Planer ressourcenintensiven Prozessen oder zeitkritischen Aufgaben eine höhere Priorität einräumt, kann er sicherstellen, dass diese Aufgaben die erforderlichen Ressourcen erhalten und ihre Ausführung innerhalb der gewünschten Zeitrahmen abschließen. Dies verbessert die Gesamtsystemleistung und hilft, Ressourcen-Deadlocks zu vermeiden.
Erhöhte Vorhersehbarkeit:Die präventive Planung sorgt für ein gewisses Maß an Vorhersehbarkeit bei den Prozessausführungszeiten. Durch die Zuweisung von Prozessprioritäten und das Zulassen von Vorrang lässt sich leichter abschätzen, wie lange ein Prozess bis zur vollständigen Ausführung benötigen wird. Diese Vorhersagbarkeit ist für Echtzeitsysteme und bestimmte Anwendungen, bei denen zeitliche Einschränkungen eingehalten werden müssen, von entscheidender Bedeutung.
Overhead beim Kontextwechsel:Ein Nachteil der präemptiven Planung ist der Overhead, der mit dem Kontextwechsel zwischen Prozessen verbunden ist. Wenn ein Prozess mit höherer Priorität einem laufenden Prozess zuvorkommt, muss der Kontext der CPU auf den neu ausgewählten Prozess umgeschaltet werden. Dazu gehört das Speichern des aktuellen Prozessstatus und das Laden des Kontexts des Preemption-Prozesses. Häufiges Preemption kann zu erhöhtem Overhead führen und möglicherweise die Systemleistung beeinträchtigen.
Potenzieller Overhead:Während die präemptive Planung eine verbesserte Reaktionsfähigkeit und Fairness des Systems gewährleistet, kann sie im Vergleich zu nicht präemptiven Algorithmen zu einem zusätzlichen Planungsoverhead führen. Der Kontextwechsel zwischen Prozessen erfordert das Speichern und Wiederherstellen der CPU-Register, Speicherzuordnungen und anderer Statusinformationen. Dieser Overhead kann sich geringfügig auf die Systemleistung auswirken, insbesondere in Fällen, in denen Prozesse aufgrund von Änderungen mit hoher Priorität häufig unterbrochen werden.
