Der Planungsprozess ist die Methode, mit der Aufgaben oder Jobs Ressourcen (wie Prozessoren in einem Computer, Maschinen in einer Fabrik oder Termine in einem Kalender) im Laufe der Zeit zugewiesen werden. Ziel ist es, den Einsatz von Ressourcen zu optimieren und Termine oder andere Ziele zu erreichen. Die Einzelheiten variieren je nach Kontext stark, aber der allgemeine Prozess umfasst normalerweise die folgenden Schritte:
1. Job Ankunft: Jobs oder Aufgaben betreten das System. Dies können Benutzeranfragen, geplante Ereignisse oder automatisch generierte Aufgaben sein. Informationen über den Job, wie die Ressourcenanforderungen (CPU -Zeit, Speicher, E/O), Priorität und Fristen, werden gesammelt.
2. Jobwarteschlange: Angekommene Jobs werden in eine Warteschlange oder Warteschlangen gestellt, die häufig nach Priorität, Ankunftszeit oder anderen Kriterien organisiert werden. Dies erstellt eine Warteliste für verfügbare Ressourcen.
3. Jobauswahl: Ein Planungsalgorithmus wählt den nächsten Job aus der Warteschlange. Diese Auswahl ist entscheidend und bestimmt die Gesamtleistung und Effizienz des Systems. Es gibt unterschiedliche Algorithmen, jeweils mit seinen Stärken und Schwächen (siehe unten).
4. Ressourcenzuweisung: Sobald ein Job ausgewählt ist, werden ihm die erforderlichen Ressourcen zugeteilt. Dies kann das Zuweisen eines Prozessorkerns, die Zuweisung von Speicher, die Zuweisung von Eingabe-/Ausgabegeräten usw. umfassen.
5. Jobausführung: Der ausgewählte Job läuft, bis er abgeschlossen ist, vorbeugt (unterbrochen) oder auf einen Fehler stößt.
6. Arbeitsplatzabschluss: Sobald der Job beendet ist, werden die zugewiesenen Ressourcen veröffentlicht, sodass sie für andere Jobs verfügbar sind.
7. Leistungsüberwachung (optional, aber wichtig): Das System überwacht häufig Leistungsmetriken wie Ressourcenauslastung, Abschlusszeiten der Arbeitsplätze, Wartezeiten und Durchsatz. Diese Daten können verwendet werden, um den Planungsalgorithmus zu stimmen und die Systemleistung zu verbessern.
verschiedene Planungsalgorithmen: Die Wahl des Planungsalgorithmus wirkt sich erheblich auf das Ergebnis aus. Einige häufige Beispiele sind:
* Erstes, First-Service (FCFS): Jobs werden in der Reihenfolge bearbeitet, die sie ankommen. Einfach, kann aber zu langen Wartezeiten für kürzere Jobs führen.
* kürzester Job zuerst (SJF): Jobs mit der kürzesten geschätzten Ausführungszeit werden zuerst verarbeitet. Minimiert die durchschnittliche Wartezeit, muss jedoch im Voraus Arbeitsplätze wissen.
* Prioritätsplanung: Jobs werden Prioritäten zugewiesen, und zuerst werden Jobs mit höherer Priorität bearbeitet. Kann zu Hunger von Arbeitsplätzen mit niedrigerer Priorität führen.
* Round Robin: Jeder Job erhält eine kleine Zeitscheibe (Quantum) der Prozessorzeit. Fair, kann aber einen hohen Kontext-Schalter-Overhead haben.
* Multilevel -Warteschlangenplanung: Die Arbeitsplätze werden basierend auf ihren Merkmalen in verschiedene Warteschlangen unterteilt (z. B. interaktives vs. Batch). Jede Warteschlange hat möglicherweise einen eigenen Planungsalgorithmus.
* Multilevel Feedback -Warteschlangenplanung: Jobs können sich auf der Grundlage ihres Verhaltens zwischen Warteschlangen bewegen. Ein Job, der zu viel CPU-Zeit verwendet, kann in eine Warteschlange mit niedrigerer Priorität verschoben werden.
Die Komplexität des Planungsprozesses hängt von der Größe des Systems und der Art der Aufgaben ab. In einfachen Systemen kann es sich um einen einfachen Algorithmus handeln, während es in komplexen Betriebssystemen oder verteilten Umgebungen anspruchsvolle Algorithmen und Ressourcenmanagementtechniken umfasst.
