20. Кооперативная и вытесняющая многозадачность, достоинства и недостатки.

Кооперативная многозадачность – это способ организации многозадачности, при котором поток самостоятельно передаёт управление другим потокам, позволяя ОС переключать процессор только в моменты, когда поток уступает управление.

Достоинства кооперативной многозадачности заключаются в простоте реализации и минимальных накладных расходах на переключение потоков, а недостатки – в возможности зависания всей системы, если поток не уступает управление.

Вытесняющая многозадачность – это способ организации многозадачности, при котором ОС может принудительно прервать выполнение потока и передать процессор другому потоку, исходя из алгоритма планирования и приоритетов.

Достоинства вытесняющей многозадачности включают высокую устойчивость системы и справедливое распределение процессорного времени между потоками, а недостатки – более сложную реализацию и дополнительные накладные расходы на переключение контекста.

21. Алгоритм планирования, основанный на квантовании.

Алгоритм планирования с квантованием – это алгоритм планирования потоков, при котором каждому потоку выделяется фиксированный интервал процессорного времени, называемый квант времени, после которого ОС может переключить процессор на другой поток.

В основе такого алгоритма лежит циклическое распределение процессорного времени между готовыми потоками, что обеспечивает разделение времени и интерактивность системы. При завершении кванта времени или блокировке потока происходит перепланировка, и управление передаётся следующему потоку в очереди готовых.

Алгоритм с квантованием обеспечивает справедливое использование процессора, предсказуемое время отклика и возможность поддерживать многозадачность в системах с разделением времени, однако накладные расходы на переключение контекста могут снижать общую производительность при слишком малых квантах.

22. Приоритетное планирование.

Приоритетное планирование – это алгоритм планирования потоков в ОС, при котором каждому потоку присваивается приоритет, и процессор выделяется тому потоку, который имеет наивысший приоритет среди готовых к выполнению.

Потоки с более низким приоритетом могут быть временно вытеснены более важными потоками, а при равных приоритетах используется, как правило, порядок FIFO или круговой (round-robin).

Достоинства приоритетного планирования заключаются в возможности гарантировать выполнение критичных задач и поддерживать качество обслуживания для важнейших потоков. Недостатки – возможное возникновение голодания потоков с низким приоритетом, если высокоприоритетные потоки постоянно занимают процессор, и сложность динамического изменения приоритетов для предотвращения такой ситуации.

23. Алгоритмы планирования в ос пакетной обработки: «первым пришёл – первым обслужен», «кратчайшая задача – первая», «наименьшее оставшееся время выполнения».

Алгоритмы планирования в ОС пакетной обработки – это методы, определяющие порядок выполнения задач для повышения эффективности использования процессора и минимизации времени ожидания.

«Первым пришёл – первым обслужен» (FCFS; First-come, first-served) – это алгоритм, при котором задачи выполняются в том порядке, в котором они поступили в систему. Он прост в реализации, но может приводить к увеличению среднего времени ожидания, если первая задача очень длинная.

«Кратчайшая задача – первая» (SJF; Shortest Job First) – это алгоритм, при котором выполняется задача с наименьшим временем выполнения. Он минимизирует среднее время ожидания, но требует знания длительности задач заранее и может вызывать голодание длительных процессов.

«Наименьшее оставшееся время выполнения» (SRTF; Shortest Remaining Time First) – это предиктивная версия SJF, при которой при поступлении новой задачи с меньшим временем выполнения текущая задача может быть прервана. Алгоритм обеспечивает минимальное среднее время ожидания, но сложнее в реализации и также может вызывать голодание длинных задач.