Công cụ lập lịch trình ngắn hạn và dài hạn: Sự khác biệt và so sánh

Bộ lập lịch ngắn hạn, còn được gọi là bộ lập lịch CPU, chọn trong số các quy trình đã sẵn sàng để thực thi và phân bổ thời gian CPU cho chúng, quản lý việc thực hiện các quy trình trước mắt. Ngược lại, bộ lập lịch dài hạn hoặc bộ lập lịch tiếp nhận sẽ xác định quy trình nào được đưa vào hàng đợi sẵn sàng từ nhóm tất cả các quy trình, cân bằng tải hệ thống và đảm bảo sử dụng tài nguyên hiệu quả trong thời gian dài.

Chìa khóa chính

1. Bộ lập lịch ngắn hạn hoặc CPU phân bổ tài nguyên hệ thống cho các quy trình sẵn sàng thực thi. Ngược lại, bộ lập lịch dài hạn, còn được gọi là bộ lập lịch công việc, xác định quy trình nào sẽ được chấp nhận vào hệ thống.
2. Bộ lập lịch ngắn hạn tập trung vào việc tối đa hóa việc sử dụng CPU và giảm thiểu thời gian chờ đợi cho các quy trình. Ngược lại, một bộ lập lịch dài hạn tập trung vào việc đảm bảo hệ thống có thể quản lý được với chỉ một vài quy trình đồng thời.
3. Bộ lập lịch ngắn hạn và dài hạn rất quan trọng trong việc quản lý tài nguyên hệ thống và đảm bảo hiệu suất hiệu quả.

Lập lịch trình ngắn hạn và dài hạn

Bộ lập lịch ngắn hạn chọn quy trình từ hàng đợi sẵn sàng cần được thực thi. quá trình là gởi bởi bộ lập lịch ngắn hạn tới CPU. Bộ lập lịch CPU là tên gọi khác của bộ lập lịch ngắn hạn. Bộ lập lịch dài hạn đặt quy trình vào hàng đợi sẵn sàng. Bộ lập lịch công việc là tên gọi khác của bộ lập lịch dài hạn.

Lịch trình hoạt động song song để tạo điều kiện lập kế hoạch quá trình. Bộ lập lịch ngắn hạn và dài hạn là phần mềm hệ thống xử lý việc lập lịch quy trình một cách hiệu quả.

---

 

Bảng so sánh

Đặc tính	Bộ lập lịch ngắn hạn (Bộ lập lịch CPU)	Người lập lịch dài hạn (Người lập lịch công việc)
Chức năng	Chọn quy trình tiếp theo từ hàng đợi sẵn sàng được cấp phát CPU	Lựa chọn công việc từ nhóm công việc và thừa nhận chúng vào hệ thống, đặt chúng vào hàng đợi sẵn sàng
Hàng đợi được sử dụng	Hàng đợi sẵn sàng (các tiến trình trong bộ nhớ, sẵn sàng chạy)	Nhóm công việc (tất cả các công việc đã gửi)
Tập trung	Sử dụng CPU (tối đa hóa việc sử dụng CPU bằng cách giữ cho nó luôn bận rộn)	Cấp độ đa chương trình (kiểm soát số lượng tiến trình trong hệ thống)
Tiêu chí lựa chọn	Ưu tiên, Round Robin, Công việc ngắn nhất trước tiên (SJF), v.v.	Các yếu tố khác nhau, chẳng hạn như mức độ ưu tiên, yêu cầu bộ nhớ, tính sẵn có của tài nguyên
tốc độ thi công	Rất nhanh (cần phải xảy ra thường xuyên)	Chậm hơn (không cần phải xảy ra thường xuyên)
Tác động đến trải nghiệm người dùng	Xác định đáp ứng của hệ thống (tốc độ xử lý lấy thời gian của CPU)	Ảnh hưởng thông lượng (số lượng công việc được hoàn thành theo thời gian)
Ví dụ	Đến trước được phục vụ trước (FCFS), Thời gian còn lại ngắn nhất trước (SRTF), Lập kế hoạch ưu tiên	Lập lịch xếp hàng đa cấp, Kiểm soát nhập học dựa trên mức độ ưu tiên
Trình bày trong	Tất cả các hệ điều hành	Không có mặt trong các hệ thống chia sẻ thời gian (các tiến trình không rời khỏi bộ nhớ)

---

 

Lập kế hoạch ngắn hạn là gì?

Chức năng

Chức năng chính của bộ lập lịch ngắn hạn là chọn quy trình tiếp theo từ nhóm các quy trình sẵn sàng và phân bổ thời gian CPU cho nó. Quá trình ra quyết định này diễn ra thường xuyên, với lượng thời gian dao động từ mili giây đến micro giây. Bộ lập lịch phải cân bằng các ưu tiên cạnh tranh như mức độ ưu tiên của quy trình, hoạt động I/O và tải hệ thống tổng thể để tối ưu hóa hiệu suất hệ thống.

Đặc điểm

1. Thi công nhanh: Bộ lập lịch ngắn hạn hoạt động nhanh chóng vì nó cần đưa ra các quyết định nhanh chóng về việc thực hiện quy trình. Nó phải quản lý CPU một cách hiệu quả để tránh thời gian nhàn rỗi và tối đa hóa thông lượng.
2. Lập kế hoạch dựa trên mức độ ưu tiên: Nhiều bộ lập lịch ngắn hạn sử dụng các thuật toán lập lịch dựa trên mức độ ưu tiên để xác định quy trình nào sẽ thực hiện tiếp theo. Các quy trình có mức độ ưu tiên cao hơn có thể nhận được ưu tiên để đáp ứng các yêu cầu quan trọng của hệ thống hoặc mong đợi của người dùng.
3. ưu tiên: Quyền ưu tiên là tính năng chính của bộ lập lịch ngắn hạn, cho phép nó làm gián đoạn việc thực thi quy trình có mức độ ưu tiên thấp hơn để phân bổ thời gian CPU cho quy trình có mức độ ưu tiên cao hơn. Điều này đảm bảo rằng các tác vụ quan trọng được thực hiện kịp thời, góp phần đáp ứng hệ thống.

Tầm quan trọng

Bộ lập lịch ngắn hạn ảnh hưởng đáng kể đến hiệu suất tổng thể và khả năng đáp ứng của hệ điều hành. Bằng cách quản lý hiệu quả tài nguyên CPU và ưu tiên các quy trình dựa trên tầm quan trọng của chúng, nó giúp duy trì sự ổn định của hệ thống và sự hài lòng của người dùng. Ngoài ra, việc lập kế hoạch ngắn hạn hiệu quả góp phần sử dụng tài nguyên tối ưu, nâng cao hiệu quả của môi trường điện toán.

 

Lập lịch trình dài hạn là gì?

Chức năng

Chức năng chính của bộ lập lịch dài hạn là quản lý luồng quy trình vào hệ thống, xác định quy trình nào sẽ được thừa nhận để thực thi dựa trên các tiêu chí khác nhau như tài nguyên hệ thống, mức độ ưu tiên và chính sách lập lịch. Bộ lập lịch này kiểm soát mức độ đa chương trình, các yếu tố ảnh hưởng như thông lượng hệ thống, thời gian phản hồi và hiệu suất tổng thể của hệ thống.

Đặc điểm

1. Lựa chọn công việc: Bộ lập lịch dài hạn chọn các quy trình từ nhóm công việc đến và thừa nhận chúng vào hệ thống dựa trên các tiêu chí được xác định trước. Các tiêu chí này có thể bao gồm các yếu tố như mức độ ưu tiên của quy trình, yêu cầu về tài nguyên và tải hệ thống. Bằng cách lựa chọn cẩn thận những quy trình nào sẽ được thừa nhận, bộ lập lịch dài hạn nhằm mục đích duy trì sự cân bằng giữa khả năng đáp ứng của hệ thống và việc sử dụng tài nguyên.
2. Cân bằng tải: Lập kế hoạch dài hạn đóng một vai trò quan trọng trong việc cân bằng tải bằng cách phân phối đồng đều các quy trình đến trên các tài nguyên có sẵn. Nó ngăn chặn tình trạng quá tải của hệ thống bằng cách điều chỉnh tốc độ tiếp nhận các quy trình mới, đảm bảo rằng tài nguyên hệ thống không bị quá tải và tất cả các quy trình đều nhận được sự quan tâm đầy đủ.
3. Quản lý nguồn tài nguyên: Bộ lập lịch dài hạn phối hợp với các thành phần hệ thống khác để quản lý tài nguyên hệ thống một cách hiệu quả. Nó xem xét các yếu tố như tính khả dụng của CPU, mức sử dụng bộ nhớ và mức sử dụng thiết bị I/O khi tiếp nhận các quy trình mới, tối ưu hóa việc phân bổ tài nguyên để nâng cao hiệu suất và độ ổn định của hệ thống.

Tầm quan trọng

Bộ lập lịch dài hạn rất cần thiết để duy trì sự ổn định của hệ thống, ngăn ngừa tranh chấp tài nguyên và tối đa hóa việc sử dụng tài nguyên trong hệ điều hành. Bằng cách kiểm soát dòng quy trình và điều chỉnh tải hệ thống, nó giúp đảm bảo quyền truy cập công bằng vào các tài nguyên và duy trì hiệu quả tổng thể của hệ thống. Lập kế hoạch dài hạn hiệu quả góp phần cải thiện thông lượng hệ thống, giảm thời gian phản hồi và nâng cao trải nghiệm người dùng trong môi trường nhiều người dùng và đa nhiệm.

---

Sự khác biệt chính giữa ngắn hạn và lập lịch trình dài hạn

1. Phạm vi:
   • Người lập kế hoạch ngắn hạn:
     • Hoạt động với tốc độ nhanh chóng, thường xuyên đưa ra quyết định về quy trình sẵn sàng thực hiện tiếp theo.
     • Tập trung vào việc phân bổ ngay lập tức thời gian CPU cho các quy trình sẵn sàng.
   • Người lập kế hoạch dài hạn:
     • Hoạt động ở cấp độ cao hơn, xác định quy trình nào sẽ được đưa vào hệ thống để thực thi.
     • Cân bằng tải hệ thống và đảm bảo sử dụng tài nguyên hiệu quả trong thời gian dài.
2. Khung thời gian:
   • Người lập kế hoạch ngắn hạn:
     • Xử lý các quyết định được đưa ra thường xuyên, với lượng thời gian dao động từ mili giây đến micro giây.
     • Đưa ra quyết định nhanh chóng để quản lý tài nguyên CPU và duy trì khả năng phản hồi của hệ thống.
   • Người lập kế hoạch dài hạn:
     • Xử lý các quyết định được đưa ra ít thường xuyên hơn khi các quy trình mới xâm nhập vào hệ thống.
     • Kiểm soát dòng quy trình vào hệ thống, ảnh hưởng đến các yếu tố như thông lượng hệ thống và việc sử dụng tài nguyên.
3. Chức năng:
   • Người lập kế hoạch ngắn hạn:
     • Chọn quy trình tiếp theo từ nhóm các quy trình sẵn sàng và phân bổ thời gian CPU cho nó.
     • Chủ yếu liên quan đến việc quản lý tài nguyên CPU và thực thi quy trình.
   • Người lập kế hoạch dài hạn:
     • Chọn các quy trình từ nhóm công việc đến sẽ được chấp nhận vào hệ thống để thực thi.
     • Cân bằng tải hệ thống, quản lý tài nguyên hệ thống và điều chỉnh tốc độ tiếp nhận các quy trình mới.

dự án

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

Cập nhật lần cuối: ngày 04 tháng 2024 năm XNUMX