Օպերացիոն համակարգում գծային ժամանակացույցի մեթոդ

Ներածություն

Գծային ժամանակացույցի մեթոդը պլանավորման ալգորիթմ է, որը նախատեսված է իրական ժամանակի համակարգերի համար, որոնցում առաջադրանքները պետք է կատարվեն որոշակի ժամկետներում՝ համակարգի պատշաճ շահագործումն ապահովելու համար: Դա պարզ ալգորիթմ է, որը հանձնարարում է առաջադրանքները՝ հիմնվելով դրանց վերջնաժամկետների վրա և նրանց տրամադրում է ֆիքսված ժամանակի հատվածներ՝ ավարտելու դրանց կատարումը: Այս հոդվածում մենք կիմանանք գծային պլանավորման մեթոդի մասին, դրա տարբեր տարրերի, Օպերացիոն համակարգում օգտագործման առավելությունների և թերությունների մասին:

Ի՞նչ է գծային պլանավորման մեթոդը օպերացիոն համակարգում:

LSM-ում առաջադրանքները դասավորված են գծային կարգով, և ժամանակացույցը շարժվում է ցուցակի միջով՝ հերթով հատկացնելով ժամանակի հատվածներ յուրաքանչյուր առաջադրանքի համար: Յուրաքանչյուր ժամանակային հատվածի երկարությունը ամրագրվում և որոշվում է համակարգի և առաջադրանքի բնութագրերով:

LSM-ը ժամանակի հատված է հատկացնում գործողությանը, հենց որ այն նշանակվի: Առաջադրանքը պետք է ավարտվի այս ժամանակահատվածում: Ժամաչափը անցնում է ցուցակի հաջորդ առաջադրանքին, եթե ներկա առաջադրանքը կատարվում է նախքան հատկացված ժամանակի հատվածի ավարտը: LSM-ը կանխարգելում է առաջադրանքները, որոնք չեն ավարտվել հատկացված ժամանակի հատվածում: Տեղադրեք սա, ժամանակացույցի ծրագիրը տեղափոխվում է հաջորդ հաջորդ առաջադրանք՝ հատկացնելով նախորդ առաջադրանքի ժամանակի հատվածի մնացած ժամանակը:

LSM-ն ապահովում է, որ գործողությունները, որոնք կարող են պլանավորվել, ավարտվեն մինչև վերջնաժամկետը: Եթե կառույցն ունի բավականաչափ ակտիվներ՝ յուրաքանչյուր առաջադրանքն իրենց նշանակված ժամկետներում ավարտելու համար, LSM-ն ապահովում է, որ առաջադրանքներից յուրաքանչյուրը կավարտվի ժամանակին: Այնուամենայնիվ, եթե համակարգի կարողությունները անբավարար են, որոշ պարտականություններ կարող են չհամապատասխանել իրենց ժամկետներին, ինչը հանգեցնում է համակարգի խնդիրների կամ վատ աշխատանքի:

LSM-ն ունի պարզ և պարզ իրագործման հավելյալ առավելություն: Այն նաև կանխատեսելի է, ինչը նշանակում է, որ պլանավորման որոշումները հիմնված են բացառապես ժամանակի սահմանափակումների և ռեսուրսների առկայության վրա: Որպես արդյունք, այն հայտնի է և կարող է ապահովել իրական ժամանակի համակարգերում ֆունկցիոնալության նվազագույն մակարդակ:

Այնուամենայնիվ, LSM-ը կարող է չներկայացնել ամեն տեսակի համակարգի ժամանակացույցի ամենաարդյունավետ մեթոդը: Այն պահանջում է ապահով և հստակ սահմանված ժամկետներ առաջադրանքների համար, և դրանք կարող են լինել ոչ բոլոր հավելվածների դեպքում: Այն կարող է նաև անարդյունավետ լինել այնպիսի հարթակներում, որտեղ առաջադրանքների լայն տեսականի կա կամ այնպիսի համակարգերում, որոնք պահանջում են չափից ավելի ճկունություն:

Գծային պլանավորման մեթոդի տարրեր

• Ժամանակի հատվածներ - Համակարգի յուրաքանչյուր առաջադրանք նշանակվում է ֆիքսված ժամանակի հատված LSM-ի կողմից: Յուրաքանչյուր ժամանակային հատվածի երկարությունը որոշվում է համակարգի բնութագրերով և առաջադրանքների պահանջներով:

• Առաջադրանքների հերթականություն - LSM-ը դասավորում է առաջադրանքները հաջորդական կարգով, ընդ որում յուրաքանչյուր առաջադրանք հաջորդում է իր նախորդին: Ժամանակացույցը կրկնում է ցուցակի առաջադրանքները՝ հերթով յուրաքանչյուրին հատկացնելով ժամանակի հատվածներ:

• Կանխարգելում - LSM-ը հակված է կանխարգելելու այն առաջադրանքները, որոնք չեն ավարտում իրենց կատարումը նշանակված ժամանակի հատվածում: Այնուհետև ժամանակացույցը շարժվում է և հատկացնում այս առաջադրանքի մնացած ժամանակի հատվածը հաջորդ առաջադրանքին:

• Deterministic Scheduling - LSM-ն օգտագործում է դետերմինիստական ժամանակացույցի մոտեցում, որտեղ ժամանակացույցի որոշումները հիմնված են բացառապես առաջադրանքների վերջնաժամկետների և ռեսուրսների առկայության վրա: Սա ապահովում է պլանավորման ալգորիթմի կանխատեսելիությունը և հուսալիությունը:

Գծային ժամանակացույցի մեթոդի առավելությունները

• Առաջադրանքների առաջնահերթություն − Առաջադրանքները առաջնահերթվում են՝ ելնելով իրենց վերջնաժամկետներից, իսկ ավելի վաղ ժամկետները ստանում են ավելի բարձր առաջնահերթություն:

• Ժամանակի կտրում - Յուրաքանչյուր ժամանակային հատվածի երկարությունը որոշվում է համակարգի և առաջադրանքի բնութագրերով: Ժամանակի հատվածը պետք է բավականաչափ երկար լինի, որպեսզի առաջադրանքն ավարտվի սահմանված ժամկետում, բայց բավական կարճ, որպեսզի ժամանակացույցը հնարավորինս շուտ անցնի հաջորդ առաջադրանքին:

• Կանխարգելում − Եթե առաջադրանքը չի ավարտում իր ավարտը իրեն հատկացված ժամանակի ընթացքում, այն ստանում է կանխավճար, ինչպես նաև ժամանակացույցի համակարգը տեղափոխվում է հետևյալ առաջադրանքը՝ հատկացնելով մնացած ժամանակի հատվածը։ նախորդ առաջադրանքը.

• Deterministic Scheduling − Պլանավորման մեթոդը հայտնի է և հուսալի, քանի որ պլանավորման վերաբերյալ որոշումները բացառապես կախված են առաջադրանքների վերջնաժամկետներից և ռեսուրսների առկայությունից:

• Ժամանակի պահպանում - Որպեսզի երաշխավորվի, որ առաջադրանքները կավարտվեն ժամանակին, ժամանակացույցի ծրագիրը հետևում է յուրաքանչյուր առաջադրանքի ժամանակային հատվածի ժամանակին և մնացած ժամանակահատվածին:

• Ռեսուրսների կառավարում − LSM-ը պահանջում է, որ բավարար ռեսուրսներ լինեն յուրաքանչյուր առաջադրանքն իրենց նշանակված վերջնաժամկետներով ավարտելու համար: Որպես հետևանք, ակտիվների կառավարումը կենսական նշանակություն ունի՝ համոզվելու համար, որ համակարգը բավարար ռեսուրսներ ունի առաջադրանքները կատարելու համար:

Գծային պլանավորման մեթոդի թերությունները

Չնայած գծային պլանավորման մեթոդը (LSM) ունի առավելություններ, այն ունի նաև թերություններ, որոնք հետևյալն են.

• Ռեսուրսների անարդյունավետ օգտագործում − Անկախ նրանից, թե որքան ժամ է պահանջվում առաջադրանքն իրականացնելու համար, LSM-ը տրամադրում է նրան կանխորոշված ժամանակային հատվածներ: Արդյունքում, որոշ առաջադրանքներ կարող են շատ ավելի շուտ ավարտվել, քան տրված ժամանակային հատվածը, մինչդեռ մյուսները կարող են շատ ավելի շատ ժամանակ պահանջել, ինչը հանգեցնում է համակարգի ռեսուրսների ոչ համարժեք օգտագործման կամ չափից ավելի օգտագործման:

• Սահմանափակ ճկունություն − LSM-ն ավելի քիչ ճկուն է՝ համեմատած այլ պլանավորման ալգորիթմների հետ, քանի որ այն պարզ և կանխատեսելի պլանավորման ալգորիթմ է: Այն հարմար չէ մեքենայի ծանրաբեռնվածության հեղուկ կամ անկանոն փոփոխությունների հետ գործ ունենալու համար, և կարող են պահանջվել փոփոխություններ կատարել առաջադրանքի հաջորդականության և ժամանակի հատվածի երկարության մեջ՝ փոփոխությունները կարգավորելու համար:

• Իրական ժամանակի սահմանափակումների հետ աշխատելու դժվարություն − Ճշգրտված ժամանակային շրջանակները կարող են իրավասու չլինել համոզվելու համար, որ յուրաքանչյուր առաջադրանք կհամապատասխանի իր վերջնաժամկետներին, ուստի LSM-ը կարող է ավելի շուտ հարմարվել իրական ժամանակի խիստ սահմանափակումներով հարթակների համար:

• Առաջնահերթության շրջում − Ավելի առաջնահերթ առաջադրանքներն առաջինը կատարվում են LSM-ում, ինչը կարող է հանգեցնել ավելի ցածր առաջնահերթության պարտականությունների առաջնահերթության շրջմանը, եթե ավելի առաջնահերթ առաջադրանքներն արգելափակեն դրանք: Արդյունքում, ավելի ցածր առաջնահերթ առաջադրանքները կարող են հետաձգվել, ինչը հանգեցնում է այդ անձանց ժամկետների:

Թեև LSM-ի տեսությունը պարզ է, դրա իրականացումը կարող է դժվար լինել, հատկապես այն կառույցներում, որոնք ունեն բազմաթիվ մշակման միավորներ, որոնցում կարող է պահանջվել առաջադրանքի տեղափոխում և համակարգում:

Եզրակացություն

Գծային ժամանակացույցի մեթոդը (LSM) պլանավորման պարզ և դետերմինիստական ալգորիթմ է, որը յուրաքանչյուր առաջադրանքին հատկացնում է ֆիքսված ժամանակի հատվածներ գծային հերթականությամբ: LSM-ը լավ է հարմարեցված հստակ բնութագրերով և պահանջներով համակարգերի համար, սակայն այն ունի սահմանափակումներ ռեսուրսների օգտագործման, ճկունության, իրական ժամանակի սահմանափակումների հետ առնչվելու և առաջնահերթության ինվերսիայի հնարավորության առումով: Չնայած իր սահմանափակումներին, LSM-ը կարող է որոշ համակարգերի համար օգտակար պլանավորման ալգորիթմ լինել: Ժամանակի կտրումը, առաջադրանքների առաջնահերթությունը, կանխարգելումը, դետերմինիստական պլանավորումը, ժամանակի պահպանումը և ռեսուրսների կառավարումը բոլորը պետք է ուշադիր դիտարկվեն LSM-ն իրականացնելիս: