يحتوي نظام التشغيل على العديد من المهام التي يتم ترتيبها كل دقيقة. إنه مصمم بالفعل لربط جميع البرامج وتنفيذ عرض المهمة. تعد جدولة العملية مهمة مهمة لنظام التشغيل. يعالج نظام التشغيل مهام مختلفة في حالات مختلفة ؛ جاهز ، يعمل ، وينتظر.
السبب المهم لجدولة العملية هو أنها تسمح لنظام التشغيل بتخصيص فترات زمنية معينة للمعالج لكل عملية. تتمثل المهمة الرئيسية لجدولة العملية في الحفاظ على عمل المعالج طوال الوقت بسلاسة لتجربة الحد الأدنى من وقت الانتظار لجميع البرامج.
هناك ثلاث حالات للعمليات: قيد التشغيل ، والانتظار ، وجاهز. جدولة العملية لها قوائم انتظار مختلفة لحالات مختلفة. يتم توجيه جميع المهام ذات الحالات المتشابهة إلى نفس قائمة الانتظار. إذا تم تغيير أي حالة من حالات المهام ، فإنها تنتقل إلى قائمة الانتظار المقابلة.
هناك ثلاث فئات من قوائم الانتظار المتاحة لجدولة العملية. هم قائمة انتظار الوظائف وقائمة انتظار جاهزة وقائمة انتظار الجهاز. يتم تخزين عمليات النظام في قائمة انتظار المهام. تصطف قائمة الانتظار الجاهزة جميع المهام التي تنتظر تنفيذها بينما تهتم قائمة انتظار الأجهزة بالأجهزة الطرفية وأجهزة النظام الداخلية.
على المدى القصير مقابل جدولة طويلة الأجل
يكمن الاختلاف بين "جدولة المدى القصير" و "المجدول طويل المدى" في كيفية تنفيذ المهمة. يسهل برنامج جدولة المدى القصير اختيار العملية من قائمة الانتظار الجاهزة ويخصصها للمعالج للتنفيذ ، بينما يساعد برنامج الجدولة طويل المدى في تحديد العملية من مجموعة الوظائف وتخصيصها في قائمة الانتظار الجاهزة.
هناك نوعان من المجدولين يعملون جنبًا إلى جنب لتسهيل جدولة العملية.
جدول المقارنة بين جدولة المدى القصير والطويل (في شكل جدول)
| معلمة المقارنة | جدولة قصيرة المدى | جدولة طويلة الأجل |
|---|---|---|
| مهمة | يقوم بتحديد العملية من قائمة انتظار الاستعداد لإرسالها إلى وحدة المعالجة المركزية. | يتم تحديد العملية من تجمع الوظائف ويمررها إلى قائمة الانتظار الجاهزة. |
| تكرار | تكرار جدولة المدى القصير أكثر. | جدولة المدى الطويل ليست متكررة مثل المدى القصير في جدولة العملية. |
| التحكم في البرمجة المتعددة | يمتلك برنامج الجدولة قصيرة المدى تحكمًا أقل في البرمجة المتعددة. | يتحكم المجدول طويل الأجل في البرمجة المتعددة. |
| نظام تقاسم الوقت | برنامج جدولة المدى القصير له حد أدنى من التواجد في نظام مشاركة الوقت. | المجدول طويل المدى غير متاح في نظام مشاركة الوقت. |
| الاسم البديل | يطلق عليه خلاف ذلك باسم جدولة وحدة المعالجة المركزية. | ويسمى خلاف ذلك باسم برنامج جدولة الوظائف. |
ما هو برنامج جدولة المدى القصير؟
برنامج جدولة المدى القصير هو برنامج نظام يحدد العمليات من قائمة الانتظار الجاهزة ويرسلها إلى المعالج لتنفيذها. يُطلق على "جدولة المدى القصير" اسم "جدولة وحدة المعالجة المركزية".
في نظام مشاركة الوقت ، يكون برنامج جدولة المدى القصير موجودًا بشكل ضئيل. يحدث تنفيذ المجدول قصير المدى في كثير من الأحيان وأيضًا بشكل متكرر أكثر من المجدول طويل المدى.
درجة البرمجة المتعددة محدودة أيضًا ولديها سيطرة أقل عليها. يستخدم برنامج الجدولة على المدى القصير خوارزمية تحدد العملية التي يجب جدولتها للتنفيذ.
يستغرق تنفيذ العمليات بضعة أجزاء من الألف من الثانية وهذا أحد الأسباب التي تجعله أكثر تكرارا من برنامج الجدولة طويل المدى. تعتبر الخوارزمية التي تقرر العمليات التي سيتم اختيارها ذات أهمية قصوى لأنها تقرر أي واحدة ستذهب بعد ذلك.
يجب تحديد العملية التي تتطلب وقت انتظار طويل من قائمة الانتظار الجاهزة. هذا يعني القول بمجرد اختيار عملية ما ، يجب أن تنتظر جميع العمليات الأخرى دورها.
إذا أخطأ برنامج الجدولة على المدى القصير في اختيار عملية لها وقت انفجار طويل ، فسيكون هناك خطأ يسمى الجوع.
التجويع هو خطأ جدولة قصيرة الأجل في تنفيذ العملية الصحيحة. يمكن ملاحظة ذلك في التأخير في فتح الملف والتأخير في فتح البرنامج المطلوب.
ما هو برنامج جدولة طويل الأجل؟
برنامج الجدولة طويل المدى هو برنامج نظام يحدد العملية من مجموعة الوظائف ويخرجها إلى قائمة الانتظار الجاهزة لمزيد من العملية بواسطة المجدول قصير المدى. هناك العديد من الحالات التي يتم فيها تقديم العديد من البرامج للتنفيذ ، وفي كثير من الأحيان ، لا يكون تنفيذ جميع المهام على الفور ممكنًا.
يتم تخزين هذه المهام في مجموعة تسمى تجمع الوظائف. يجب أن تنتظر المهام دورها بينما يقوم المجدول طويل المدى بتحديد العملية مع وقت انتظار طويل وإرسالها إلى قائمة الانتظار الجاهزة لتنفيذها.
يُطلق على المجدول طويل الأجل خلافًا لذلك اسم جدولة الوظائف. يكون تكرار عملية الجدولة طويلة المدى أقل عند مقارنتها ببرنامج الجدولة قصير المدى.
بخلاف برنامج الجدولة قصير المدى ، يدير المجدول طويل المدى البرامج المتعددة بطريقة متعددة الاستخدامات. هو الذي يفصل البرامج حسب الجدول الزمني ويغذيها في قائمة الانتظار الجاهزة.
يتحمل برنامج الجدولة على المدى الطويل مسؤولية أكبر في اختيار العمليات التي تحافظ على مهام الإدخال / الإخراج والمهام المرتبطة بالمعالج. وهذا يضمن معدل نقل مثالي للنظام ووظائف مناسبة أيضًا.
يجب أن يكون مفهوما أن المهمة الرئيسية للمجدول طويل الأجل هي توفير وظائف مختلطة لقائمة الانتظار الجاهزة. يتم تحديد ذلك أيضًا بواسطة المجدول قصير المدى لتنفيذه.
الاختلافات الرئيسية بين جدولة قصيرة الأجل وطويلة الأجل
- ال الفرق الرئيسي بين المجدول قصير الأجل والمجدول طويل الأجل هو ، يقوم المجدول على المدى القصير بتحديد العمليات من قائمة الانتظار الجاهزة واحدة تلو الأخرى ويغذيها إلى وحدة المعالجة المركزية لمزيد من التنفيذ بينما يحدد المجدول طويل الأجل العمليات من التخزين كبير السعة للمهام التي تسمى تجمع الوظائف ويرسلها إلى قائمة الانتظار الجاهزة.
- يعد المجدول قصير المدى أكثر تواترًا في تحديد العمليات من قائمة الانتظار الجاهزة من المجدول طويل الأجل من مجموعة الوظائف.
- يمتلك برنامج الجدولة على المدى القصير تحكمًا أقل في البرمجة المتعددة بينما يتحكم المجدول طويل الأجل في درجة البرمجة المتعددة.
- برنامج الجدولة قصير المدى موجود بشكل ضئيل في نظام مشاركة الوقت بينما لا يوجد برنامج جدولة طويل الأجل في نظام مشاركة الوقت.
- يقوم المجدول قصير المدى بتخصيص المهمة لوحدة المعالجة المركزية من أجل عمليتها ، لذا يُطلق عليها أيضًا اسم جدولة وحدة المعالجة المركزية بينما يخصص مجدول المدى الطويل المهمة إلى قائمة انتظار جاهزة لمزيد من الإجراءات من قبل المجدول قصير المدى ، يطلق عليها وظيفة المجدول.
استنتاج
جدولة العملية لها هدف مهم يتمثل في موازنة الاستجابة والاستخدام. سيؤدي ذلك إلى زيادة عدد المستخدمين إلى الحد الأقصى من خلال توفير الحد الأدنى من وقت الانتظار حتى تتم معالجة البرامج. يجب أن تتم الجدولة جنبًا إلى جنب ويجب ألا تفوتها في الجدول الزمني.
تعد وظائف المجدول طويل الأجل وقصير المدى أمرًا بالغ الأهمية للحصول على وظيفة النظام بسلاسة. إذا كان هناك خطأ في التنفيذ ، فيمكن تحديده بسهولة إذا كان الجدول الزمني قصير الأجل خاطئًا أو إذا كان جدول المواعيد طويل الأجل. في معظم الأحيان ، قد يكون النظام بطيئًا في تقديم مجموعة متنوعة من الأوامر للمعالجة.
ومع ذلك ، تجدر الإشارة إلى أنه للوصول إلى وحدة المعالجة المركزية (CPU) ، يجب أن تمر بعملية اختيار برنامج الجدولة على المدى القصير والطويل.
- https://ieeexplore.ieee.org/abstract/document/5532867/
- https://arxiv.org/abs/1111.5348
