Χρονοπρογραμματισμός ΚΜΕ: Διαφορά μεταξύ των αναθεωρήσεων
Περιεχόμενο που διαγράφηκε Περιεχόμενο που προστέθηκε
Sst (συζήτηση | συνεισφορές) Ανακατεύθυνση στο Χρονοπρογραμματισμός ΚΜΕ |
|||
Γραμμή 1:
Στην [[επιστήμη υπολογιστών]] '''χρονοπρογραμματισμός ΚΜΕ''' (αγγλ. scheduling) ονομάζεται η χαρακτηριστική δυνατότητα των [[λειτουργικό σύστημα|λειτουργικών συστημάτων]], υλοποιούμενη συνήθως από έναν μηχανισμό του [[πυρήνας (υπολογιστές)|πυρήνα]] ονόματι ''χρονοπρογραμματιστής'', με την οποία συντονίζεται η συνύπαρξη πολλαπλών εκτελούμενων [[διεργασία (υπολογιστές)|διεργασιών]] στη μνήμη του υπολογιστή. Με τον χρονοπρογραμματισμό επιτυγχάνεται επομένως η ''πολυδιεργασία'', η οποία με τη σειρά της αποτελεί έναν τρόπο πρακτικής υλοποίησης [[ταυτοχρονισμός|ταυτοχρονισμού]] καθώς, είτε με κατάλληλη κατανομή του χρόνου του μοναδικού επεξεργαστή (''ψευδοπαράλληλη εκτέλεση'') είτε λόγω της ύπαρξης [[παράλληλο σύστημα|περισσοτέρων του ενός επεξεργαστών]] (''παράλληλη εκτέλεση''), είναι εφικτή η ταυτόχρονη εκτέλεση πολλαπλών διεργασιών στον ίδιο [[ηλεκτρονικός υπολογιστής|ηλεκτρονικό υπολογιστή]].
Στα σύγχρονα '''προεκτοπιστικά''' (preemptive) λειτουργικά συστήματα, στον [[Κεντρική Μονάδα Επεξεργασίας|επεξεργαστή]] συμβαίνει αυτόματη εναλλαγή διεργασιών κάθε λίγες διακοπές του ρολογιού (στην αρχή κάθε «χρονικού κβάντου») ώστε να επιτευχθεί η ψευδοπαράλληλη εκτέλεση πολλαπλών διεργασιών. Στην πραγματικότητα οι διεργασίες εναλλάσσονται στον επεξεργαστή με εξαιρετικά μεγάλη συχνότητα (συνήθως το κβάντο διαρκεί κάποια millisecond). Η εναλλαγή αυτή ονομάζεται '''θεματική εναλλαγή''' (context switch) και, προκειμένου να είναι εφικτή, πρέπει όλες οι πληροφορίες που είναι αποθηκευμένες στην τοπική μνήμη του επεξεργαστή (στους [[καταχωρητής|καταχωρητές]]) για την εκτελούμενη διεργασία, να αποθηκευτούν σε έναν χώρο κάπου στην [[κύρια μνήμη]] κατά τη θεματική εναλλαγή. Έτσι, όταν έρθει ξανά η σειρά αυτής της διεργασίας να εκτελεστεί, θα μπορούν να φορτωθούν πάλι πίσω στους καταχωρητές και η εκτέλεση να συνεχίσει από εκεί που σταμάτησε.
Σε παλαιότερα υπολογιστικά συστήματα (των [[Δεκαετία 1960|δεκαετιών του 1960]] και του [[Δεκαετία 1970|του 1970]]) ήταν σε χρήση ο όρος '''πολυπρογραμματισμός''' για να περιγράψει πολυδιεργασιακά αλλά μη προεκτοπιστικά συστήματα, όπου μία διεργασία απελευθέρωνε τον επεξεργαστή μόνο εκούσια (μέσω ρητής προγραμματιστικής εντολής) ή όταν ανεσταλλόταν η λειτουργία της (π.χ. κατά την αναμονή της για [[είσοδος|είσοδο]] ή [[έξοδος|έξοδο]] [[δεδομένα|δεδομένων]]).
== Επισκόπηση ==
Το ποια διεργασία εκτελείται κάθε στιγμή καθορίζεται από τον χρονοπρογραμματιστή του συστήματος, η συμπεριφορά του οποίου συνήθως δεν μπορεί να προβλεφθεί ή να τροποποιηθεί από τον χρήστη. Προκειμένου να λειτουργεί αυτός ο μηχανισμός, εσωτερικά ο πυρήνας διατηρεί λίστες με εκτελούμενες, εκτελέσιμες και εν αναμονή διεργασίες (οι εκτελούμενες κάθε στιγμή μπορούν να είναι περισσότερες από μία, αν είναι διαθέσιμοι τουλάχιστον δύο επεξεργαστές). Η μετάβαση μίας διεργασίας από τη μία κατάσταση στην άλλη λαμβάνει χώρα αυτόματα, μέσω του μηχανισμού εναλλαγής που χρησιμοποιεί ο χρονοπρογραμματιστής, ενώ ο τελευταίος μπορεί να ακολουθεί διάφορους [[αλγόριθμος|αλγορίθμους]] για να λαμβάνει αποφάσεις κατανομής του χρόνου του επεξεργαστή σε εκτελούμενα προγράμματα.
Ο απαιτούμενος για τη θεματική εναλλαγή χρόνος είναι ουσιαστικά χαμένος χρόνος, μία επιβάρυνση για το σύστημα αφού κατά τη διάρκεια αυτής της διαδικασίας δεν εκτελούνται υπολογισμοί των χρηστών. Το πόσο μεγάλος θα είναι αυτός ο χρόνος εξαρτάται από την υποστήριξη που παρέχει το υλικό (π.χ. ειδικές εντολές για διευκόλυνση της θεματικής εναλλαγής) και από την πολυπλοκότητα της υλοποίησης του χρονοπρογραμματιστή και του επιλεγμένου αλγορίθμου.
== Αλγόριθμοι Χρονοπρογραμματισμού ==
*[[Αλγόριθμος Χρονοπρογραμματισμού με Βάση τη Σειρά Άφιξης]] (First-Come,First-Served ή FCFS)
*[[Αλγόριθμος Χρονοπρογραμματισμού με Βάση τη Μικρότερη Διάρκεια Εκτέλεσης]] (Shortest Job First ή SJF)
*[[Αλγόριθμος Χρονοπρογραμματισμού με Βάση την Προτεραιότητα]] (Priority Scheduling)
*[[Αλγόριθμος Χρονοπρογραμματισμού εκ Περιτροπής]] (Round-Robin ή RR)
*[[Αλγόριθμος Χρονοπρογραμματισμού με Πολυεπίπεδες Ουρές]] (Multilevel Queue Scheduling Algorithm)
== Πηγές ==
*''Αρχιτεκτονική Υπολογιστών: Μια Δομημένη Προσέγγιση'', [[Άντριου Τανενμπάουμ|Tanenbaum Andrew S.]], Εκδ. Κλειδάριθμος
*''Σύγχρονα Λειτουργικά Συστήματα'', Tanenbaum Andrew S., Εκδ. Κλειδάριθμος
*''Λειτουργικά Συστήματα'', 2η Ελληνική Έκδοση(Silberschatz,Galvin,Gagne) ISBN:978-960-411-692-8
==Εξωτερικοί σύνδεσμοι==
* http://www.osdcom.info/content/view/29/39/ Μία επισκόπηση του χρονοπρογραμματισμού εκ περιτροπής
[[Κατηγορία:Λειτουργικά συστήματα]]
[[Κατηγορία:Ταυτοχρονισμός]]
| |||