Планирование в системах пакетной обработки данных

«Первым пришел — первым обслужен»

Процессам предоставляется доступ к процессору в том порядке, в котором они его запрашивают. Чаще всего формируется единая очередь ждущих процессов. Как только появляется первая задача, она немедленно запускается и работает столько, сколько необходимо. Остальные задачи ставятся в конец очереди. Когда текущий процесс блокируется, запускается следующий в очереди, а когда блокировка снимается, процесс попа­дает в конец очереди.

Основным преимуществом этого алгоритма является то, что его легко понять и столь же легко программировать.

Недостатком является абсолютная неоптимизированность планирования.

«Кратчайшая задача — первая»

Рассмотрим еще один алгоритм без переключений для систем пакетной обработки, предполагающий, что временные отрезки работы известны заранее. Если в очереди есть несколько одинаково важных задач, планировщик выбирает первой самую короткую задачу.

Преимущество алгоритма заключается в оптимизации задачи.

Недостатком является то, что эта схема работает лишь в случае одновременного наличия задач.

Наименьшее оставшееся время выполнения

Версией предыдущего алгоритма с переключениями является алгоритм наименьшего оставшегося времени выполнения.
В соответствии с этим алгоритмом планировщик каждый раз выбирает процесс с наименьшим оставшимся временем выполнения.
В этом случае также необходимо заранее знать время выполнения задач. Когда поступает новая задача, ее полное время выполнения сравнивается с оставшимся временем выполнения текущей задачи. Если время выполнения но­вой задачи меньше, текущий процесс приостанавливается и управление передается новой задаче.

Эта схема позволяет быстро обслуживать короткие запросы.

Трехуровневое планирование

Системы пакетной обработки позволяют реализовать трехуровневое планирование, как показано на рисунке. По мере поступления в систему новые задачи сна­чала помещаются в очередь, хранящуюся на диске. Впускной планировщик доступа выбирает задание и передает его системе. Остальные задания остаются в очереди.

Как только задание попало в систему, для него будет создан соответствующий процесс, и он может тут же вступить в борьбу за доступ к процессору. Тем не менее возможна ситуация, когда процессов слишком много и они все в памяти не помещаются, тогда некоторые из них будут выгружены на диск. Второй уровень планирования определяет, какие процессы можно хранить в памяти, а какие — на диске. Этим занимается планировщик памяти.

Планировщик памяти периодически просматривает процессы, находящиеся на диске, чтобы решить, какой из них переместить в память. Среди критериев, используемых планировщиком, есть следующие:

• 1. Сколько времени прошло с тех пор, как процесс был выгружен на диск или загружен с диска?
• 2. Сколько времени процесс уже использовал процессор?
• 3. Каков размер процесса (маленькие процессы не мешают)?
• 4. Какова важность процесса?

Третий уровень планирования отвечает за доступ процессов, находящихся в со­стоянии готовности, к процессору. Когда идет разговор о «планировщике», обычно имеется в виду именно планировщик процессора. Этим планировщиком используется любой подходящий к ситуации алгоритм, как с прерыванием, так и без. Некоторые из этих алгоритмов мы уже рассмотрели, а с другими еще ознакомимся.