短期スケジューラと長期スケジューラ: 違いと比較

短期スケジューラは CPU スケジューラとも呼ばれ、実行準備ができているプロセスの中から選択して CPU 時間を割り当て、当面のプロセスの実行を管理します。対照的に、長期スケジューラ (アドミッション スケジューラ) は、すべてのプロセスのプールからどのプロセスをレディ キューに入れるかを決定し、システム負荷のバランスをとり、長期にわたる効率的なリソース利用を確保します。

主要な取り組み

1. 短期スケジューラまたは CPU スケジューラは、システム リソースを実行可能なプロセスに割り当てます。 対照的に、ジョブ スケジューラとも呼ばれる長期スケジューラは、どのプロセスをシステムに許可するかを決定します。
2. 短期スケジューラは、CPU 使用率を最大化し、プロセスの待機時間を最小化することに重点を置いています。 対照的に、長期スケジューラは、同時に少数のプロセスのみでシステムを管理できるようにすることに重点を置いています。
3. 短期および長期のスケジューラは、システム リソースを管理し、効率的なパフォーマンスを確保する上で重要です。

短期と長期のスケジューラー

短期スケジューラは、実行する必要があるプロセスを準備完了キューから選択します。 プロセスは 送信 短期スケジューラによって CPU に送信されます。 CPUスケジューラは短期スケジューラの別名です。 長期スケジューラは、プロセスを準備完了キューに入れます。 ジョブスケジューラは、長期スケジューラの別名です。

スケジュールは連携して機能し、プロセスのスケジューリングを容易にします。 短期および長期スケジューラは、プロセスのスケジューリングを効果的に処理するシステム ソフトウェアです。

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比較表

機能	短期スケジューラ (CPU スケジューラ)	長期スケジューラ (ジョブ スケジューラ)
演算	次の工程を選択します。 レディキュー CPUを割り当てる	からジョブを選択します ジョブプール そして、それらをシステムに許可し、準備完了キューに入れます
使用されたキュー	レディキュー (メモリ内のプロセス、実行準備完了)	ジョブプール (送信されたすべてのジョブ)
フォーカス	CPU使用率 (CPU をビジー状態に保つことで CPU 使用率を最大化します)	マルチプログラミングレベル (システム内のプロセス数を制御)
選択基準	優先順位、ラウンドロビン、最短ジョブ優先 (SJF) など	優先順位、メモリ要件、リソースの可用性などのさまざまな要素
実行速度	非常に高速 (頻繁に発生する必要があります)	もっとゆっくり (それほど頻繁に行う必要はありません)
ユーザーエクスペリエンスへの影響	決定する 即応性 システムの速度 (プロセスが CPU 時間を取得する速度)	影響 スループット (時間の経過とともに完了したジョブの数)
例	早い者勝ち (FCFS)、残り時間の短い順 (SRTF)、優先スケジューリング	マルチレベルのキュー スケジューリング、優先順位ベースのアドミッション コントロール
に存在	すべてのオペレーティングシステム	現在ではない タイムシェアリング システム (プロセスはメモリを離れません)

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短期スケジューラとは何ですか?

Functionality

短期スケジューラの主な機能は、準備完了プロセスのプールから次のプロセスを選択し、それに CPU 時間を割り当てることです。この意思決定プロセスは、ミリ秒からマイクロ秒の範囲の時間量で頻繁に発生します。スケジューラは、システムのパフォーマンスを最適化するために、プロセスの優先順位レベル、I/O 操作、システム全体の負荷など、競合する優先順位のバランスを取る必要があります。

特性

1. 高速実行: 短期スケジューラは、プロセスの実行に関して迅速な決定を下す必要があるため、迅速に動作します。アイドル時間を防ぎ、スループットを最大化するには、CPU を効率的に管理する必要があります。
2. 優先順位に基づいたスケジューリング: 多くの短期スケジューラは、次に実行するプロセスを決定するために優先順位ベースのスケジューリング アルゴリズムを採用しています。重要なシステム要件やユーザーの期待を満たすために、優先度の高いプロセスが優先される場合があります。
3. 先取り: プリエンプションは短期スケジューラの重要な機能であり、優先度の低いプロセスの実行を中断して、優先度の高いプロセスに CPU 時間を割り当てることができます。これにより、重要なタスクが迅速に実行され、システムの応答性が向上します。

重要性

短期スケジューラは、オペレーティング システムの全体的なパフォーマンスと応答性に大きな影響を与えます。 CPU リソースを効率的に管理し、重要性に基づいてプロセスに優先順位を付けることで、システムの安定性とユーザー満足度の維持に役立ちます。さらに、効果的な短期スケジューリングはリソースの最適な利用に貢献し、コンピューティング環境の効率を高めます。

 

長期スケジューラーとは？

Functionality

長期スケジューラの主な機能は、システムへのプロセスの流入を管理し、システム リソース、優先順位、スケジューリング ポリシーなどのさまざまな基準に基づいて、どのプロセスの実行を許可するかを決定することです。このスケジューラはマルチプログラミングの程度を制御し、システムのスループット、応答時間、システム全体のパフォーマンスなどの要素に影響を与えます。

特性

1. ジョブの選択: 長期スケジューラは、受信ジョブのプールからプロセスを選択し、事前定義された基準に基づいてシステムにそれらを許可します。これらの基準には、プロセスの優先順位、リソース要件、システム負荷などの要素が含まれる場合があります。長期スケジューラは、許可するプロセスを慎重に選択することで、システムの応答性とリソース使用率のバランスを維持することを目指しています。
2. ロードバランシング: 長期スケジューリングは、受信プロセスを利用可能なリソース全体に均等に分散することにより、負荷分散において重要な役割を果たします。新しいプロセスが許可される速度を調整することでシステムの過負荷を防ぎ、システム リソースが過剰にならないようにし、すべてのプロセスが適切な注意を受けられるようにします。
3. 資源管理: 長期スケジューラは他のシステム コンポーネントと連携して、システム リソースを効果的に管理します。新しいプロセスを受け入れる際に CPU の可用性、メモリ使用量、I/O デバイスの使用率などの要素を考慮し、リソース割り当てを最適化してシステムのパフォーマンスと安定性を向上させます。

重要性

長期スケジューラは、システムの安定性を維持し、リソースの競合を防止し、オペレーティング システムのリソース使用率を最大化するために不可欠です。プロセスの流入を制御し、システム負荷を調整することで、リソースへの公平なアクセスを確保し、システム全体の効率を維持します。効果的な長期スケジューリングは、システム スループットの向上、応答時間の短縮、およびマルチユーザーおよびマルチタスク環境におけるユーザー エクスペリエンスの向上に貢献します。

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短期の主な違い および長期スケジューラ

1. 範囲：
   • 短期スケジューラ:
     • 速いペースで動作し、次にどの準備が整っているプロセスを実行するかを頻繁に決定します。
     • 準備が完了したプロセスに CPU 時間を即座に割り当てることに重点を置きます。
   • 長期スケジューラ:
     • より高いレベルで動作し、どのプロセスの実行をシステムに許可するかを決定します。
     • システム負荷のバランスをとり、長期にわたって効率的なリソース利用を確保します。
2. 時間枠：
   • 短期スケジューラ:
     • ミリ秒からマイクロ秒の範囲の時間量で頻繁に行われる決定を処理します。
     • CPU リソースを管理し、システムの応答性を維持するために迅速な意思決定を行います。
   • 長期スケジューラ:
     • 新しいプロセスがシステムに導入されるときに、それほど頻繁に行われない決定を処理します。
     • システムへのプロセスの流入を制御し、システムのスループットやリソース使用率などの要素に影響を与えます。
3. 機能性：
   • 短期スケジューラ:
     • 準備完了プロセスのプールから次のプロセスを選択し、それに CPU 時間を割り当てます。
     • 主に CPU リソースの管理とプロセスの実行に関係します。
   • 長期スケジューラ:
     • 受信ジョブのプールからシステムへの実行を許可するプロセスを選択します。
     • システム負荷のバランスをとり、システム リソースを管理し、新しいプロセスが許可される速度を調整します。

参考情報

1. https://ieeexplore.ieee.org/abstract/document/5532867/
2. https://arxiv.org/abs/1111.5348