Le principali responsabilità dello Scheduler includono:
* Selezione di un processo per l'esecuzione: Dal set di processi pronti per l'esecuzione (in attesa nella coda pronta o appena arrivata), lo scheduler sceglie il processo "successivo" per allocare il tempo della CPU. L'algoritmo utilizzato per effettuare questa selezione è un aspetto chiave del design dello scheduler.
* Passaggio tra i processi (commutazione del contesto): Quando lo scheduler decide di passare a un processo diverso, salva lo stato del processo corrente (registri, puntatori di memoria, ecc.) E carica lo stato del processo selezionato. Ciò consente ai processi di riprendere l'esecuzione senza soluzione di continuità da dove avevano interrotto.
* Gestione delle priorità del processo: Molti programmi assegnano priorità ai processi, dando preferenza a compiti più importanti o urgenti. I processi ad alta priorità possono ottenere più tempo di CPU rispetto a quelli a bassa priorità.
* Applicando l'equità (a volte): Mentre è necessaria la priorità di determinate attività, un buon programmatore si impegna a distribuire il tempo della CPU equamente tra tutti i processi per prevenire la fame (una situazione in cui un processo non viene mai eseguito).
* Gestione delle operazioni I/O: Quando un processo avvia un'operazione I/O (come la lettura da un disco), potrebbe essere bloccato. Lo scheduler può quindi passare a un altro processo, migliorando la reattività del sistema.
Tipi di algoritmi di pianificazione:
L'algoritmo specifico utilizzato da uno scheduler di processo influenza pesantemente le sue prestazioni e le sue caratteristiche. Algoritmi diversi offrono vari compromessi, come:
* First-Come, primo servito (FCFS): Semplice ma può portare a lunghi tempi di attesa per processi più brevi.
* Primo lavoro più breve (SJF): Riduce al minimo i tempi di attesa medi ma richiede di conoscere in anticipo il tempo di esecuzione di ciascun processo.
* Pianificazione prioritaria: Dai la priorità ai processi basati sull'importanza. Può portare alla fame di processi a bassa priorità.
* Round Robin: Ogni processo ottiene una piccola fetta di tempo (quantistica) del tempo della CPU prima di essere prevenuto.
* Pianificazione della coda multilivello: I processi sono classificati in code con priorità diverse e algoritmi di pianificazione.
* Pianificazione della coda di feedback multilivello: I processi possono migrare tra le code in base al loro comportamento (ad es. I/O legato a CPU legati).
In sintesi, lo Scheduler di processo è una componente fondamentale del sistema operativo, responsabile dell'allocazione in modo efficiente delle risorse della CPU tra i processi concorrenti e della massimizzazione del throughput del sistema e della reattività. La scelta dell'algoritmo di pianificazione influisce significativamente sulle prestazioni complessive e l'equità del sistema.
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