Ennalta ehkäisevä vs. ei-ennakoiva ajoitus käyttöjärjestelmissä: ero ja vertailu

Ennaltaehkäisevä ajoitus on suorittimen ajoitusmenettely, joka toimii erottamalla CPU:n aikavarat tietylle vuorovaikutukselle.

Sitä vastoin Non-Preemptive Scheduling on suorittimen ajoitusmenettely, jossa sykli ottaa resurssin (CPU-ajan) ja pitää sen, kunnes vuorovaikutus päättyy tai se siirretään pitotilaan.

Ennakoivaan prosessiin liittyy kustannuksia, kun taas ei-ennaltaehkäisevässä prosessissa ei ole kustannuksia.

Keskeiset ostokset

1. Ennaltaehkäisevä ajoitus sallii käyttöjärjestelmän väkisin keskeyttää käynnissä olevan prosessin, kun taas ei-ennaltaehkäisevä ajoitus edellyttää, että prosessi luovuttaa hallinnan vapaaehtoisesti.
2. Ennakoiva ajoitus tarjoaa paremmat vasteajat ja resurssien käytön kuin ei-ennakoiva ajoitus.
3. Ei-ennakoiva ajoitus on yksinkertaisempaa, mutta se voi heikentää järjestelmän suorituskykyä kuin ennaltaehkäisevä ajoitus.

Ennaltaehkäisevä vs. ei-ennakoiva ajoitus

Ennakoiva ajoitus sallii korkeamman prioriteetin tehtävien keskeyttää alemman prioriteetin tehtävät, kun taas ei-ennakoiva ajoitus ei. Sitä käytetään reaaliaikaisissa järjestelmissä, kun taas ei-ennaltaehkäisevä ajoitus on yksinkertaisempaa ja ennakoitavampaa, mutta se voi johtaa pidempiin odotusaikaan tiettyihin tehtäviin.

Ennaltaehkäisevä ajoitus on pohjimmiltaan strategia, jossa toiminnot allokoidaan niiden tarpeiden mukaan.

Sitä käytetään, kun a sykli muuttuu käynnissä olevasta tilasta valmisteltuun tilaan tai pito valmistilasta. Ennakoivassa ajoituksessa toiminta voidaan keskeyttää helposti.

Ei-ennaltaehkäisevässä aikataulussa prosessori on määritetty tiettyyn vuorovaikutukseen. Suorittimelle määritetty toiminto on suoritettava loppuun, jotta voidaan siirtyä seuraavaan toimintoon.

Ainoa tekniikka, jota voidaan käyttää laitteiston eri vaiheissa. Ei-ennaltaehkäisevä ajoitus tapahtuu, kun operaattori siirtyy valmiustilaan tai lopettaa sen.

Vertailu Taulukko

Vertailun parametrit	Ennakoiva ajoitus	Ei ennaltaehkäisevä ajoitus
Joustavuus	Se on joustava.	Se on joustamaton.
Hinta	Se on kustannussidonnaista.	Se ei liity kustannuksiin.
algoritmi	Siinä on ylärajan vaihtamisen algoritmi.	Sillä ei ole tällaista algoritmia ylärajan vaihtamiseen.
keskeytys	Prosessi voidaan keskeyttää helposti.	Prosessia ei voi keskeyttää.
CPU: n käyttö	Tehokkaampi	Vähemmän tehokas

Mikä on ennakoiva ajoitus?

Suorittimen ajastimen tehtävänä on jakaa jakso CPU:lle missä tahansa pisteessä, jossa CPU on ei-aktiivisessa tilassa. Suorittimen ajastin valitsee syklin valmistelulta riviltä ja määrittää vuorovaikutuksen CPU:lle.

Tällaisessa suunnittelussa resurssit (CPU Cycle) on määritetty toimimaan rajoitetun ajan. Toiminto voidaan keskeyttää, kun sitä suoritetaan tai suoritetaan.

Ennakkosuunnittelussa siinä tapauksessa, että valmistelulle riville ilmestyy korkean tarpeen omaava sykli, vähätarpeinen toiminta pysäytetään ja lopetetaan operaatio suurella tarpeella.

Olettaen, että sykli, jolla on merkittävin tarve, ilmaantuu epätodennäköisyydellä, tämä operaatio ei päde koko toiminnon loppuun saattamiseen.

Sen sijaan, mitä se tekee, se keskeyttää syklin ja tekee prosessista vakaan, ja se aloittaa toiminnan sille prosessille, jolla on korkea prioriteetti.

Tämä mahdollistaa syklin valmistumisen, jolla on korkeampi prioriteetti kuin toisella, ja kun toiminto on ohi, se aloittaa seuraavan.

Näin ollen jokainen saavutettavissa olevalla rivillä oleva operaatio saa ihanteellisen mahdollisuuden ajaa.

Mitä on ennaltaehkäisevä ajoitus?

Toimintoa, joka tapahtuu, kun prosessi päättyy tai vaihtuu käynnissä olevasta odottavaksi tämäntyyppiseksi CPU-toiminnaksi, kutsutaan ei-ennaltaehkäiseväksi ajoitukseksi.

Tämän tyyppistä ajoitusta käytetään, kun toiminnot on suoritettu tilasta toiseen.

Tämän tyyppisessä prosessissa sillä ei ole toimintoa keskeyttää toimintoa kuten Preemptive-tilassa, joten kun prosessi käynnistetään, se päättyy ilman keskeytyksiä.

Tämä johtuu siitä, että ennaltaehkäisevässä ajoituksessa sillä ei ole toimintoa keskeyttää toimintoa välillä, minkä vuoksi sen on odotettava ensimmäisen toiminnon valmistumista.

Kaiken kaikkiaan se kestää, kunnes sykli lopettaa toimintansa, ja sitten kun se on ohi, se siirretään toiseen toimintoon. 

Ainoa strategia, jota voidaan käyttää laitteiston eri vaiheissa. Tämä johtuu siitä, että se tarvitsee erityisiä laitteita, kuten ennaltaehkäisevän aikataulun.

Ei-ennakoivassa ajoituksessa sellaista ei ole algoritmi overhead-toiminnan kytkentään, jonka vuoksi CPU joutuu odottamaan seuraavan toiminnon siirtoa.

Koska sitä ei voi keskeyttää, mikä tekee ennaltaehkäisemättömästä ajoituksesta yhtä joustamattoman kuin ennaltaehkäisevä ajoitus

Tärkeimmät erot ennakoivan ja ei-ennakoivan ajoituksen välillä Käyttöjärjestelmissä

1. Ennakoivassa ajoituksessa prosessi voidaan keskeyttää helposti, kun taas ei-ennakoivassa ajoituksessa käynnissä oleva sykli on ensin saatava päätökseen, jotta voidaan siirtyä seuraavaan jaksoon.
2. Ennakoivassa ajoituksessa prosessilla on ylimääräisiä kustannuksia, koska sen on ajoitettava useita toimintoja, kun taas ei-ennakoivassa ajoituksessa ei ole mitään sellaista, koska se ei tarjoa mitään toimintoa prosessin väliselle keskeytykselle.
3. Ennaltaehkäisevä ajoitus on luonteeltaan joustavaa (eli sitä voidaan helposti muuttaa) verrattuna ei-ennakoivaan ajoitukseen, joka ei ole sitä.
4. Ennaltaehkäisevässä ajoituksessa prosessi, jolla on korkeampi prioriteetti, annetaan ensin, kun taas ei-ennaltaehkäisevässä ajoituksessa meneillään oleva toiminto on suoritettava loppuun, jotta voidaan siirtyä seuraavaan.
5. Ennaltaehkäisevä ajoitus on kustannustehokasta suorittaaksesi toiminnon, jonka sinun on maksettava, kun taas ei-ennaltaehkäisevän ajoituksen tapauksessa se on täysin ilmaista.

Viitteet

1. https://hal.inria.fr/inria-00073732/
2. http://clweb.csa.iisc.ernet.in/sarojini/rts/periodid-sporadic.pdf

Viimeksi päivitetty: 13. heinäkuuta 2023