Um agendador de processos é uma parte crucial do kernel de um sistema operacional. Seu trabalho é gerenciar a execução de processos, decidindo qual processo usa a CPU a qualquer momento. Isso é essencial porque os computadores modernos geralmente têm muitos processos em execução simultaneamente, mas apenas um processo pode realmente executar instruções na CPU em um único momento (em um único núcleo).
As principais responsabilidades do agendador incluem:
*
Selecionando um processo de execução: A partir do conjunto de processos prontos para a execução (aguardando na fila pronta ou recém -chegada), o agendador escolhe o processo "próximo" para alocar o tempo da CPU. O algoritmo usado para fazer essa seleção é um aspecto essencial do design do agendador.
*
alternar entre processos (comutação de contexto): Quando o agendador decide mudar para um processo diferente, salva o estado do processo atual (registros, ponteiros de memória etc.) e carrega o estado do processo selecionado. Isso permite que os processos retomem a execução perfeitamente de onde eles pararam.
*
Gerenciando prioridades do processo: Muitos agendadores atribuem prioridades aos processos, dando preferência a tarefas mais importantes ou urgentes. Os processos de alta prioridade podem obter mais tempo da CPU do que os de baixa prioridade.
*
aplicar a justiça (às vezes): Embora seja necessário priorizar determinadas tarefas, um bom agendador se esforça para distribuir o tempo da CPU de maneira bastante entre todos os processos para evitar a fome (uma situação em que um processo nunca é executado).
*
Operações de E/S de manuseio: Quando um processo inicia uma operação de E/S (como a leitura de um disco), ele pode ser bloqueado. O agendador pode mudar para outro processo, melhorando a capacidade de resposta do sistema.
Tipos de algoritmos de agendamento: O algoritmo específico usado por um agendador de processos influencia fortemente seu desempenho e características. Diferentes algoritmos oferecem várias compensações, como:
*
Primeiro a chegar, primeiro servido (FCFS): Simples, mas pode levar a longos tempos de espera para processos mais curtos.
*
Trabalho mais curto primeiro (SJF): Minimiza o tempo médio de espera, mas requer conhecer o tempo de execução de cada processo com antecedência.
*
agendamento prioritário: Prioriza os processos com base na importância. Pode levar à fome de processos de baixa prioridade.
*
Robin redondo: Cada processo recebe uma pequena fatia de tempo (quântica) do tempo da CPU antes de ser antecipada.
*
Programação de fila multinível: Os processos são categorizados em filas com diferentes prioridades e algoritmos de agendamento.
*
Fila de feedback multinível Agendamento: Os processos podem migrar entre filas com base em seu comportamento (por exemplo, ligado a E/S versus ligado à CPU).
Em resumo, o agendador de processos é um componente fundamental do sistema operacional, responsável pela alocação de recursos da CPU com eficiência entre os processos concorrentes e maximizando a taxa de transferência do sistema e a capacidade de resposta. A escolha do algoritmo de agendamento afeta significativamente o desempenho geral e a justiça do sistema.
