51. Планування процесів з переключенням та без переключення.

Якщо після надання ЦП в розпорядження деякого процесу, відібрати ЦП у нього не можна, то має місце дисципліна планування без переключення. Інакше має місце дисципліна з переключенням.

Планування з переключенням необхідно в системах, в яких процеси високого пріоритету вимагають негайної уваги.

а) Інтервальний таймер

ОС встановлює годинник або інтервальний таймер, який генерує сигнал переривання в деякий конкретний момент часу в майбутньому. Після переривання ЦП передається наступному процесу. Який, зберігає за собою керування ЦП, доки не закінчиться або не перерветься.

б) Пріоритети

Статичні пріоритети. Призначаються один раз. Для їх реалізації необхідні незначні витрати, але вони не реагують на зміни в середовищі, які можуть вимагати корекції пріоритетів.

Динамічні пріоритети. Реагують на зміни в ситуації. Вимагають більших витрат. Але система стає більш реактивною, краще використовує ресурси.

Пріоритети, що купуються. Система повинна надавати привілейоване обслуговування для тих ситуацій, коли якому-небудь користувачеві це потрібно. Користувач, якому необхідно терміново виконати своє завдання, може піти на додаткові витрати (платню) за більш високий рівень обслуговування. Якби не бралась більш висока платня за привілеї, то всі користувачі хотіли б більш високий рівень обслуговування.

в) Планування за терміном завершення

Організується таким чином, що певні процеси закінчувались в визначені терміни. Таке планування – складна проблема, особливо в умовах, коли в проміжок між моментом початку виконання процесу та запланованим строком його завершення в систему можуть поступати додаткові завдання.

г) Планування за принципом FIFO

Це дисципліна планування без переключення, при якій процесам надається ЦП у відповідності з часом їх надходження у список готових до виконання.

д) Циклічне планування (RR)

Циклічне, або кругове (roundrobin, RR). Диспетчеризація виконується за принципом FIFO, але кожний раз процесу надається обмежена кількість часу ЦП, що називається квантом. Процес, у якого був перехоплений ЦП, переходить в кінець списку готових до виконання процесів.

е) Планування за принципом SIF (“найкоротше завдання - перший”)

Планування без переключень застосовується перш за все для планування пакетних завдань. Воно забезпечує мінімальний середній час очікування для завдань, але для тривалих завдань час очікування може виявитись великим.

Надається перевага коротким завданням за рахунок більш тривалих. Чергове завдання вибирається таким чином, щоб воно завершувало свою роботу та виходило з системи як можна швидше. Проблема: треба точно знати, скільки часу вимагає завдання або процес.

є) Принцип SRT (“за найменшим часом, що залишається”)

Аналог SIF, але з переключенням. Завжди виконується процес, який має мінімальний за оцінками час до завершення, причому з врахуванням нових процесів, що надходять. Треба, щоб враховувався час на обслуговування, що минув, а це приводить до збільшення накладних витрат.

ж) Принцип HRN (“за найбільшим відносним часом відповіді”)

Це планування без переключення, при якому в деякій мірі коректуються деякі недоліки SIF, зокрема перебільшене ігнорування довгих завдань та надання переваги коротким новим завданням.

з) Багаторівневі черги зі зворотними зв’язками

Це найбільш досконалий механізм планування. Це система планування з переключенням, яка найбільш ефективна для систем, де виконується суміш різнорідних завдань.

Нові процеси надходять в мережу черг з дуже високим початковим пріоритетом і швидко обслуговуються, якщо вони або інтерактивні, або залежать від вводу/виводу. Процеси, що лімітуються ЦП, повністю використовують виділений їм квант часу, а потім переходять в кінець черги наступного, більш низького пріоритетного рівня. Чим довше такий процес займає ЦП, тим нижче робиться його пріоритет, доки процес не спускається в чергу найнижчого пріоритету, яка реалізує принцип циклічного обслуговування (RR) і в якій він циркулює до того часу, доки не завершиться.