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Prozess-Scheduler

Ein Prozess-Scheduler (Scheduler = Steuerprogramm; vom englischen schedule für „Zeitplan“) ist eine Arbitrationslogik, die die zeitliche Ausführung mehrerer Prozesse in Betriebssystemen regelt. Prozess-Scheduler kann man grob in unterbrechende (präemptiv) und nicht unterbrechende (non preemptive, auch kooperativ genannt) aufteilen. Nicht unterbrechende Scheduler lassen einen Prozess, nachdem ihm die CPU einmal zugeteilt wurde, solange laufen, bis dieser diese von sich aus wieder freigibt oder bis er blockiert. Unterbrechende Scheduler teilen die CPU von vornherein nur für eine bestimmte Zeitspanne zu und entziehen dem Prozess diese daraufhin wieder. Weiter ist eine Unterscheidung in „work-conserving“ und „non work-conserving“ Strategien möglich. Eine Scheduler-Strategie arbeitet „work-conserving“, wenn das Umschalten zwischen Prozessen nur eine vernachlässigbar geringe Zeit in Anspruch nimmt.[1] Man kann verschiedene Systeme unterscheiden, in welchen jeweils verschiedene Anforderungen an den Scheduler gestellt werden:

  1. Stapelverarbeitungssysteme
  2. interaktive Systeme
  3. Echtzeitsysteme

In Stapelverarbeitungssystemen sieht der Scheduler denkbar einfach aus: Ankommende Aufträge werden in eine Warteschlange eingereiht und jedes Mal, wenn ein Job abgearbeitet ist, kommt der nächste aus der Schlange dran (Queue-Manager).

Interaktive Systeme stellen andere Anforderungen: Der Benutzer legt Wert auf kurze Antwortzeit. Wenn er beispielsweise in einem Texteditor eine Tastatureingabe tätigt, sollte der Text sofort erscheinen.

Ein Echtzeitsystem muss garantieren, dass ein Prozess eine Aufgabe innerhalb einer vorgegebenen Zeitspanne abgearbeitet haben muss. Bei harten Echtzeitanforderungen wird das in 100 % aller Fälle garantiert, während bei weichen Anforderungen das Zeitlimit in einem kleinen Prozentsatz der Fälle überschritten werden darf.

Typische Desktop-PCs sind interaktive Systeme, auf denen gelegentlich auch Prozesse als so genannte Hintergrundprozesse mit niedrigerer Priorität ablaufen können.

Inhaltsverzeichnis

Ziele


Die Zuteilung der CPU an die Prozesse sollte bestmöglich erfolgen, wobei (abhängig vom ausführenden System) unterschiedliche Ziele verfolgt werden können:

Allgemein

Stapelverarbeitungssysteme

Interaktive Systeme (Dialogsysteme)

Echtzeitsysteme

Strategien


Das größte Problem des Schedulers ist die Tatsache, dass die benötigten Betriebsmittel für die einzelnen Prozesse nicht im Vorfeld bekannt sind. Es lässt sich also im Allgemeinen keine optimale Planung erstellen, sondern der Scheduler muss dynamisch auf geänderte Anforderungen reagieren. Dabei können (abhängig vom Scheduler) verschiedene Zuteilungsstrategien zum Einsatz kommen. Unter anderem:

Scheduling-Verfahren


Literatur


Einzelnachweise


  1. Otto Spaniol: Systemprogrammierung : Skript zur Vorlesung an der RWTH Aachen. 1996, ISBN 3-860-73470-9
  2. Credit Scheduler im Xen-Wiki
  3. Credit2 Scheduler im Xen-Wiki



Kategorien: Betriebssystemtheorie | Betriebssystemkomponente

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Quelle: Wikipedia - https://de.wikipedia.org/wiki/Prozess-Scheduler (Autoren [Versionsgeschichte])    Lizenz: CC-by-sa-3.0

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