| Het planningsproces is de methode waarmee taken of taken in de loop van de tijd worden toegewezen aan bronnen (zoals processors in een computer, machines in een fabriek of afspraken in een agenda). Het heeft tot doel het gebruik van middelen te optimaliseren en deadlines of andere doelstellingen te halen. De details variëren sterk afhankelijk van de context, maar het algemene proces omvat meestal de volgende stappen:
1. Aankomst taak: Taken of taken komen het systeem binnen. Dit kunnen gebruikersverzoeken, geplande gebeurtenissen of automatisch gegenereerde taken zijn. Er wordt informatie over de taak verzameld, zoals de resourcevereisten (CPU-tijd, geheugen, I/O), prioriteit en deadlines.
2. Taakwachtrij: Aangekomen opdrachten worden in een wachtrij of wachtrijen geplaatst, vaak gerangschikt op prioriteit, aankomsttijd of andere criteria. Hierdoor ontstaat er een wachtlijst voor beschikbare middelen.
3. Vacatureselectie: Een planningsalgoritme kiest de volgende taak uit de wachtrij(en) die moet worden uitgevoerd. Deze selectie is cruciaal en bepaalt de algehele prestaties en efficiëntie van het systeem. Er bestaan verschillende algoritmen, elk met zijn sterke en zwakke punten (zie hieronder).
4. Toewijzing van middelen: Zodra een taak is geselecteerd, worden de benodigde middelen eraan toegewezen. Dit kan het toewijzen van een processorkern, het toewijzen van geheugen, het toewijzen van invoer-/uitvoerapparaten, enz. omvatten.
5. Taakuitvoering: De geselecteerde taak wordt uitgevoerd totdat deze is voltooid, wordt onderbroken (onderbroken) of een fout tegenkomt.
6. Taakvoltooiing: Zodra de taak is voltooid, worden de toegewezen middelen vrijgegeven, waardoor ze beschikbaar komen voor andere taken.
7. Prestatiemonitoring (optioneel maar belangrijk): Het systeem bewaakt vaak prestatiestatistieken, zoals het gebruik van resources, de voltooiingstijden van taken, wachttijden en doorvoer. Deze gegevens kunnen worden gebruikt om het planningsalgoritme af te stemmen en de systeemprestaties te verbeteren.
Verschillende planningsalgoritmen: De keuze van het planningsalgoritme heeft een aanzienlijke invloed op de uitkomst. Enkele veelvoorkomende voorbeelden zijn:
* Wie het eerst komt, het eerst maalt (FCFS): Taken worden verwerkt in de volgorde waarin ze binnenkomen. Eenvoudig maar kan leiden tot lange wachttijden voor kortere klussen.
* Kortste baan eerst (SJF): Taken met de kortste geschatte uitvoeringstijd worden als eerste verwerkt. Minimaliseert de gemiddelde wachttijd, maar vereist dat u vooraf de taaklengte kent.
* Prioriteitsplanning: Aan taken worden prioriteiten toegewezen en taken met een hogere prioriteit worden eerst verwerkt. Kan leiden tot het uitsterven van banen met een lagere prioriteit.
* Round Robin: Elke taak krijgt een klein tijdsdeel (kwantum) processortijd. Redelijk, maar kan een hoge overhead voor contextomschakeling hebben.
* Wachtrijplanning op meerdere niveaus: Taken zijn onderverdeeld in verschillende wachtrijen op basis van hun kenmerken (bijvoorbeeld interactief versus batch). Elke wachtrij kan zijn eigen planningsalgoritme hebben.
* Planning van feedbackwachtrijen op meerdere niveaus: Taken kunnen op basis van hun gedrag tussen wachtrijen worden verplaatst. Een taak die te veel CPU-tijd gebruikt, kan worden verplaatst naar een wachtrij met een lagere prioriteit.
De complexiteit van het planningsproces hangt af van de omvang van het systeem en de aard van de taken. In eenvoudige systemen kan het een eenvoudig algoritme zijn, terwijl het in complexe besturingssystemen of gedistribueerde omgevingen om geavanceerde algoritmen en technieken voor resourcebeheer gaat. |
