अपरेटिङ सिस्टम को परिचय

नमस्ते, Habr! म तपाइँको ध्यान मा लेख को एक श्रृंखला प्रस्तुत गर्न चाहन्छु - एक साहित्य को अनुवाद जुन मेरो विचार मा रोचक छ - OSTEP। यो सामग्रीले युनिक्स-जस्तो अपरेटिङ सिस्टमहरूको कामलाई गहिरो रूपमा जाँच्छ, अर्थात्, प्रक्रियाहरू, विभिन्न शेड्यूलरहरू, मेमोरी र अन्य समान कम्पोनेन्टहरू जसले आधुनिक ओएस बनाउँछ। तपाईं यहाँ सबै सामग्रीको मूल हेर्न सक्नुहुन्छ यहाँ। कृपया ध्यान दिनुहोस् कि अनुवाद अव्यवसायिक रूपमा (धेरै स्वतन्त्र रूपमा) गरिएको थियो, तर मलाई आशा छ कि मैले सामान्य अर्थ राखेको छु।

यस विषयमा प्रयोगशाला काम यहाँ फेला पार्न सकिन्छ:

• मूल
• मूल
• मेरो व्यक्तिगत अनुकूलन

अन्य भागहरू:

• भाग १: परिचय
• भाग २: सार: प्रक्रिया
• भाग ३: प्रक्रिया API को परिचय
• भाग ४: अनुसूचीकर्ताको परिचय
• भाग ५: MLFQ अनुसूचक

तपाईं मेरो च्यानल मा पनि जाँच गर्न सक्नुहुन्छ टेलीग्राम =)

योजना: बहु-स्तरीय प्रतिक्रिया लाम

यस व्याख्यानमा हामी सबैभन्दा प्रसिद्ध दृष्टिकोणहरू मध्ये एक विकास गर्ने समस्याहरूको बारेमा कुरा गर्नेछौं
योजना भनिन्छ बहु-स्तरीय प्रतिक्रिया लाम (MLFQ)। MLFQ अनुसूचक पहिलो पटक 1962 मा Fernando J. Corbató द्वारा एक प्रणालीमा वर्णन गरिएको थियो।
उपयुक्त समय-साझेदारी प्रणाली (CTSS)। यी कामहरू (पछिको काम सहित
मल्टिक्स) पछि ट्युरिङ अवार्डको लागि मनोनीत गरियो। योजनाकार थिए
पछि सुधार गरियो र उपस्थिति प्राप्त भयो जुन पहिले नै फेला पार्न सकिन्छ
केही आधुनिक प्रणालीहरू।

MLFQ एल्गोरिथ्मले २ आधारभूत ओभरल्यापिङ समस्याहरू समाधान गर्ने प्रयास गर्दछ।
पहिले, यसले टर्नअराउन्ड टाइमलाई अप्टिमाइज गर्ने प्रयास गर्दछ, जुन हामीले अघिल्लो व्याख्यानमा छलफल गरेझैं, लामको सुरुमा सुरु गर्ने विधिद्वारा अनुकूलित हुन्छ।
छोटो कार्यहरू। यद्यपि, OS लाई थाहा छैन कि एक विशेष प्रक्रिया कति समय सम्म चल्छ, र यो
SJF, STCF एल्गोरिदम को सञ्चालन को लागी आवश्यक ज्ञान। दोस्रो, MLFQ प्रयास गर्दैछ
प्रयोगकर्ताहरूका लागि प्रणाली उत्तरदायी बनाउनुहोस् (उदाहरणका लागि, बस्नेहरूका लागि र
कार्य पूरा हुनको लागि पर्खँदै स्क्रिनमा हेर्नुहोस्) र यसरी समय कम गर्नुहोस्
प्रतिक्रिया। दुर्भाग्यवश, RR जस्ता एल्गोरिदमहरूले प्रतिक्रिया समय सुधार गर्दछ, तर अत्यन्तै
टर्नअराउन्ड टाइम मेट्रिकमा नराम्रो असर पर्छ। त्यसैले हाम्रो समस्या: कसरी डिजाइन गर्ने
एक अनुसूचक जसले हाम्रो आवश्यकताहरू पूरा गर्नेछ को बारे मा केहि थाहा बिना
सामान्य मा प्रक्रिया को प्रकृति? अनुसूचकले कार्यहरूको विशेषताहरू कसरी सिक्न सक्छ,
कुन यो सुरु हुन्छ र यसरी राम्रो योजना निर्णयहरू?

समस्याको सार: सही ज्ञान बिना कार्यहरूको सेटिङ कसरी योजना बनाउने?
एकै साथ प्रतिक्रिया समय न्यूनतम गर्ने समय तालिका कसरी डिजाइन गर्ने
अन्तरक्रियात्मक कार्यहरूका लागि र एकै समयमा थाहा नपाई टर्नअराउन्ड समय कम गर्दछ
कार्य कार्यान्वयन समय को ज्ञान?

नोट: हामी विगतका घटनाहरूबाट सिक्छौं

MLFQ कतार एउटा प्रणालीको उत्कृष्ट उदाहरण हो जुन बाट सिकिन्छ
भविष्यको भविष्यवाणी गर्न विगतका घटनाहरू। समान दृष्टिकोण अक्सर छन्
OS मा पाइन्छ (र शाखाहरू सहित कम्प्युटर विज्ञानका अन्य धेरै शाखाहरू
हार्डवेयर भविष्यवाणी र क्यासिङ एल्गोरिदम)। समान यात्राहरू
जब कार्यहरू व्यवहारिक चरणहरू हुन्छन् र यसरी अनुमानित हुन्छन् तब ट्रिगर हुन्छन्।
यद्यपि, तपाइँ यस प्रविधिसँग सावधान रहनु पर्छ किनभने भविष्यवाणीहरू धेरै सजिलो छन्
गलत हुन सक्छ र प्रणालीलाई भन्दा खराब निर्णय गर्न नेतृत्व गर्न सक्छ
कुनै पनि ज्ञान बिना हुनेछ।

MLFQ: आधारभूत नियमहरू

MLFQ एल्गोरिथ्मको आधारभूत नियमहरू हेरौं। र यद्यपि यो एल्गोरिथ्म को कार्यान्वयन
त्यहाँ धेरै छन्, आधारभूत दृष्टिकोण समान छन्।
कार्यान्वयनमा हामी हेर्नेछौं, MLFQ सँग धेरै हुनेछ
अलग-अलग लामहरू, जसमध्ये प्रत्येकको फरक प्राथमिकता हुनेछ। जुनसुकै बेला,
कार्यान्वयनको लागि तयार कार्य एक लाममा छ। MLFQ प्राथमिकताहरू प्रयोग गर्दछ,
कार्यान्वयनको लागि कुन कार्य चलाउने भन्ने निर्णय गर्न, अर्थात् उच्च संग कार्य
प्राथमिकता (उच्च प्राथमिकताको साथ लामबाट कार्य) पहिले सुरु गरिनेछ
लाम।
अवश्य पनि, दिइएको लाइनमा एक भन्दा बढी कार्य हुन सक्छ, त्यसैले
त्यसैले तिनीहरूको समान प्राथमिकता हुनेछ। यस अवस्थामा, संयन्त्र प्रयोग गरिनेछ
यी कार्यहरू बीचको दौड तालिका बनाउन आरआर।
यसरी हामी MLFQ को लागि दुई आधारभूत नियमहरूमा पुग्छौं:

• नियम १: यदि प्राथमिकता(A) > प्राथमिकता(B), कार्य A सुरु हुनेछ (B हुनेछैन)
• नियम २: यदि प्राथमिकता(A) = प्राथमिकता(B), A&B RR प्रयोग गरेर सुरु गरिएको छ

माथिको आधारमा, MLFQ योजना बनाउने मुख्य तत्वहरू
प्राथमिकताहरू छन्। प्रत्येकलाई निश्चित प्राथमिकता दिनुको सट्टा
कार्य, MLFQ ले अवलोकन गरिएको व्यवहारको आधारमा आफ्नो प्राथमिकता परिवर्तन गर्दछ।
उदाहरणका लागि, यदि कुनै कार्यले किबोर्ड इनपुटको लागि पर्खँदै गर्दा सीपीयूमा लगातार काम फ्याँकिरहेको छ भने,
MLFQ ले प्रक्रियालाई उच्च प्राथमिकता दिनेछ किनभने त्यसरी नै
एक अन्तरक्रियात्मक प्रक्रिया काम गर्नुपर्छ। यदि, यसको विपरित, कार्य निरन्तर र
लामो अवधिमा CPU को भारी प्रयोग गर्दछ, MLFQ ले यसलाई कम गर्नेछ
एक प्राथमिकता। यसरी, MLFQ ले तिनीहरू चलिरहेको बेला प्रक्रियाहरूको व्यवहार अध्ययन गर्नेछ
र व्यवहार प्रयोग गर्नुहोस्।
कुनै बिन्दुमा लामहरू कस्तो देखिन सक्छन् भन्ने उदाहरण कोर्न गरौं
समय र त्यसपछि तपाइँ यो जस्तै केहि पाउनुहुन्छ:

यस योजनामा, 2 प्रक्रियाहरू A र B उच्चतम प्राथमिकता पङ्क्तिमा छन्। प्रक्रिया
C कतै बीचमा छ, र प्रक्रिया D लामको धेरै अन्तमा छ। माथिका अनुसार
MLFQ एल्गोरिथ्मको विवरण अनुसार, अनुसूचकले उच्चतम कार्यहरू मात्र कार्यान्वयन गर्नेछ।
RR अनुसार प्राथमिकता, र कार्यहरू C, D कामबाट बाहिर हुनेछन्।
स्वाभाविक रूपमा, एक स्थिर स्न्यापसटले MLFQ कसरी काम गर्छ भन्ने पूर्ण तस्वीर दिनेछैन।
समयसँगै तस्विर कसरी परिवर्तन हुन्छ भन्ने कुरा बुझ्नु महत्त्वपूर्ण छ।

प्रयास १: प्राथमिकता कसरी परिवर्तन गर्ने

यस बिन्दुमा तपाईंले MLFQ ले प्राथमिकता स्तर कसरी परिवर्तन गर्ने भनेर निर्णय गर्न आवश्यक छ
कार्यहरू (र यसरी लाममा कार्यको स्थिति) जसरी यो यसको जीवन चक्र मार्फत अगाडि बढ्छ। को लागी
यो कार्यप्रवाह दिमागमा राख्न आवश्यक छ: एक निश्चित रकम
छोटो रनटाइमको साथ अन्तरक्रियात्मक कार्यहरू (र यसरी बारम्बार रिलीज
CPU) र धेरै लामो समयदेखि चल्ने कार्यहरू जुन CPU तिनीहरूको काम गर्ने समय प्रयोग गर्दछ
त्यस्ता कार्यहरूको लागि प्रतिक्रिया समय महत्त्वपूर्ण छैन। र यस तरिकाले तपाइँ आफ्नो पहिलो प्रयास गर्न सक्नुहुन्छ
निम्न नियमहरूसँग MLFQ एल्गोरिथ्म लागू गर्नुहोस्:

• नियम ३: जब कुनै कार्य प्रणालीमा प्रवेश गर्छ, यसलाई उच्चतमको साथ लाममा राखिन्छ
• प्राथमिकता।
• Rule4a: यदि कुनै कार्यले यसलाई आवंटित गरिएको सम्पूर्ण समय सञ्झ्याल प्रयोग गर्दछ, तब यो
• प्राथमिकता घटेको छ ।
• Rule4b: यदि कुनै कार्यले यसको समय सञ्झ्यालको म्याद समाप्त हुनु अघि CPU रिलीज गर्छ भने, त्यसपछि
• समान प्राथमिकतामा रहन्छ।

उदाहरण 1: एकल लामो-समय कार्य

यस उदाहरणमा देख्न सकिन्छ, भर्ना कार्य उच्चतम संग सेट गरिएको छ
प्राथमिकता। 10ms को समय सञ्झ्याल पछि, प्रक्रिया प्राथमिकतामा घटाइन्छ
योजनाकार। अर्को पटक सञ्झ्याल पछि, कार्य अन्तमा घटाइएको छ
प्रणालीमा सबैभन्दा कम प्राथमिकता, जहाँ यो रहन्छ।

उदाहरण २: छोटो कार्य प्रदान गरियो

अब MLFQ ले कसरी SJF मा पुग्ने प्रयास गर्नेछ भन्ने उदाहरण हेरौं। त्यसमा
उदाहरण, दुई कार्यहरू: A, जुन लामो समयसम्म चल्ने कार्य हो
CPU र B कब्जा गर्दै, जुन छोटो अन्तरक्रियात्मक कार्य हो। मानौं
कार्य B आइपुग्दा A ले केही समयको लागि काम गरिसकेको थियो।

यो ग्राफले परिदृश्यको नतिजा देखाउँछ। टास्क ए, कुनै पनि कार्य जस्तै,
CPU उपयोग एकदमै तल थियो। टास्क B समय T=100 मा आइपुग्छ र हुनेछ
सर्वोच्च प्राथमिकता पङ्क्तिमा राखिएको छ। किनभने यसको सञ्चालन समय छोटो छ, त्यसपछि
यो अन्तिम लाममा पुग्नु अघि पूरा हुनेछ।

यस उदाहरणबाट, एल्गोरिदमको मुख्य लक्ष्य बुझ्नु पर्छ: एल्गोरिदमले गर्दैन
कुनै काम लामो होस् वा छोटो जान्नुहुन्छ, त्यसपछि सबैभन्दा पहिले उसले त्यो कार्यलाई मान्दछ
छोटो र यसलाई उच्चतम प्राथमिकता दिन्छ। यदि यो साँच्चै छोटो कार्य हो भने
यो छिट्टै पूरा हुनेछ, अन्यथा यो लामो कार्य हो भने, यो बिस्तारै अघि बढ्छ
प्राथमिकता तल र छिट्टै प्रमाणित हुनेछ कि उनी वास्तवमै लामो कार्य हो जुन गर्दैनन्
प्रतिक्रिया चाहिन्छ।

उदाहरण ३: I/O को बारेमा के हुन्छ?

अब एउटा I/O उदाहरण हेरौं। नियम 4b मा भनिएको छ,
यदि कुनै प्रक्रियाले यसको सम्पूर्ण प्रोसेसर समय प्रयोग नगरी प्रोसेसर रिलीज गर्छ भने,
त्यसपछि यो समान प्राथमिकता स्तरमा रहन्छ। यो नियम को उद्देश्य एकदम सरल छ
- यदि अन्तरक्रियात्मक कार्यले धेरै I/O अपरेसनहरू प्रदर्शन गर्दछ, उदाहरणका लागि, पर्खँदै
प्रयोगकर्ता कुञ्जी वा माउस प्रेसबाट, यस्तो कार्यले प्रोसेसर खाली गर्नेछ
आवंटित विन्डो अघि। हामी यस्तो कार्यको प्राथमिकतालाई कम गर्न चाहँदैनौं,
र यसरी यो समान स्तरमा रहनेछ।

यस उदाहरणले देखाउँछ कि एल्गोरिदमले त्यस्ता प्रक्रियाहरूसँग कसरी काम गर्नेछ - अन्तरक्रियात्मक कार्य B, जसलाई कार्यान्वयन गर्नु अघि 1ms को लागि मात्र CPU चाहिन्छ।
I/O प्रक्रिया र लामो समयदेखि चलिरहेको Job A, जसले आफ्नो सबै समय CPU प्रयोग गरेर खर्च गर्छ।
MLFQ ले प्रक्रिया B लाई उच्च प्राथमिकतामा राख्छ किनभने यो जारी रहन्छ
CPU जारी गर्नुहोस्। यदि B एक अन्तरक्रियात्मक कार्य हो, तब एल्गोरिथ्म हासिल भएको छ
तपाईंको लक्ष्य अन्तरक्रियात्मक कार्यहरू छिटो चलाउनु हो।

हालको MLFQ एल्गोरिदमसँग समस्याहरू

अघिल्लो उदाहरणहरूमा हामीले MLFQ को आधारभूत संस्करण बनायौं। र यो देखिन्छ कि उहाँ
आफ्नो काम राम्रो र इमानदारीपूर्वक गर्छ, बीचमा CPU समय उचित रूपमा वितरण गर्दै
लामो कार्यहरू र छोटो वा उच्च-भोल्युम कार्यहरूलाई अनुमति दिँदै
I/O मा छिटो काम गर्नुहोस्। दुर्भाग्यवश, यो दृष्टिकोण धेरै समावेश छ
गम्भीर समस्याहरू।
पहिले, भोक को समस्या: यदि प्रणाली धेरै अन्तरक्रियात्मक छ
कार्यहरू, त्यसपछि तिनीहरूले सबै प्रोसेसर समय उपभोग गर्नेछ र यसरी लामो समयको लागि एक एक छैन
कार्य कार्यान्वयन गर्न सक्षम हुनेछैन (तिनीहरु भोकै छन्)।

दोस्रो, स्मार्ट प्रयोगकर्ताहरूले आफ्ना कार्यक्रमहरू लेख्न सक्थे
अनुसूचकलाई मूर्ख बनाउनुहोस्। जबरजस्ती केहि गर्नुमा धोका हुन्छ
अनुसूचकले प्रक्रियालाई थप CPU समय दिन्छ। एल्गोरिदम कि
माथि वर्णन गरिएको समान आक्रमणहरूको लागि धेरै कमजोर छ: समय विन्डो व्यावहारिक रूपमा अघि
समाप्त भयो, तपाईंले I/O अपरेशन गर्न आवश्यक छ (केहीलाई, जे भए पनि फाइल)
र यसरी CPU खाली गर्नुहोस्। यस्तो व्यवहारले तपाईंलाई उस्तै रहन अनुमति दिन्छ
लाम आफैं र फेरि CPU समयको ठूलो प्रतिशत प्राप्त गर्नुहोस्। यदि गर्नुहुन्छ भने
यो सही छ (उदाहरणका लागि, CPU रिलिज गर्नु अघि विन्डो समयको 99% कार्यान्वयन गर्नुहोस्),
यस्तो कार्यले प्रोसेसरलाई मात्र एकाधिकार गर्न सक्छ।

अन्तमा, एक कार्यक्रम समय संग आफ्नो व्यवहार परिवर्तन गर्न सक्छ। ती कार्यहरू
जसको प्रयोगले CPU अन्तरक्रियात्मक बन्न सक्छ। हाम्रो उदाहरणमा, समान
कार्यहरूले अनुसूचकबाट अरूले जस्तो व्यवहार गर्न पाउने छैनन्
(प्रारम्भिक) अन्तरक्रियात्मक कार्यहरू।

दर्शकहरूको लागि प्रश्न: अनुसूचक मा के आक्रमण आधुनिक संसारमा गर्न सकिन्छ?

प्रयास २: प्राथमिकता बढाउँदै

नियमहरू परिवर्तन गर्ने प्रयास गरौं र हेर्नुहोस् कि हामी समस्याहरूबाट बच्न सक्छौं
उपवास। हामी के गर्न सक्छौं कि सम्बन्धित सुनिश्चित गर्न
CPU कार्यहरूले तिनीहरूको समय पाउनेछन् (लामो नभए पनि)।
समस्याको सरल समाधानको रूपमा, तपाइँ आवधिक रूपमा सुझाव दिन सक्नुहुन्छ
प्रणालीमा यस्ता सबै कार्यहरूको प्राथमिकता बढाउनुहोस्। त्यहाँ धेरै तरिकाहरू छन्
यो प्राप्त गर्न को लागी, उदाहरण को रूप मा केहि सरल लागू गर्न कोसिस गरौं: अनुवाद
सबै कार्यहरूलाई तुरुन्तै सर्वोच्च प्राथमिकता दिइन्छ, त्यसैले नयाँ नियम:

• नियम १: निश्चित अवधि S पछि, प्रणालीका सबै कार्यहरूलाई उच्चतम लाममा सार्नुहोस्।

हाम्रो नयाँ नियमले एकैपटक दुईवटा समस्या समाधान गर्छ। पहिलो, प्रक्रियाहरू
भोकमरी नहुने ग्यारेन्टी छ: सर्वोच्च प्राथमिकतामा रहेका कामहरू बाँडफाँड गरिनेछ
RR एल्गोरिथ्म अनुसार CPU समय र यसरी सबै प्रक्रियाहरू प्राप्त हुनेछ
CPU समय। दोस्रो, यदि केहि प्रक्रिया जुन पहिले प्रयोग गरिएको थियो
केवल प्रोसेसर अन्तरक्रियात्मक हुन्छ, यो उच्चतम संग लाम मा रहनेछ
प्राथमिकतामा एक पटक वृद्धि प्राप्त गरेपछि प्राथमिकता उच्चतममा।
एउटा उदाहरण हेरौं। यस परिदृश्यमा, प्रयोग गर्ने एउटा प्रक्रियालाई विचार गर्नुहोस्

CPU र दुई अन्तरक्रियात्मक, छोटो प्रक्रियाहरू। चित्रमा बाँयामा, आकृतिले प्राथमिकता प्रवर्द्धन बिना व्यवहार देखाउँछ, र यसरी प्रणालीमा दुई अन्तरक्रियात्मक कार्यहरू आइपुगेपछि लामो समयदेखि चलिरहेको कार्य भोकै बस्न थाल्छ। दायाँपट्टिको चित्रमा, प्राथमिकता वृद्धि प्रत्येक 50ms मा गरिन्छ र यसरी सबै प्रक्रियाहरूले CPU समय प्राप्त गर्ने ग्यारेन्टी गरिन्छ र आवधिक रूपमा सुरू गरिनेछ। यस अवस्थामा 50ms लाई उदाहरणको रूपमा लिइन्छ; वास्तवमा यो संख्या अलि बढी छ।
जाहिर छ, आवधिक वृद्धि समय थप्दा S ले निम्त्याउँछ
तार्किक प्रश्न: कुन मान सेट गर्नुपर्छ? सम्मानित मध्ये एक
प्रणाली इन्जिनियरहरू जोन ओस्टरहाउटले प्रणालीहरूमा त्यस्ता मात्राहरूलाई वू-डू भनिन्छ
स्थिर, किनकि उनीहरूलाई कुनै न कुनै रूपमा सहीको लागि कालो जादू चाहिन्छ
प्रदर्शन गर्दै। र, दुर्भाग्यवश, S सँग यस्तो गन्ध छ। यदि तपाईले मूल्य पनि सेट गर्नुभयो भने
ठूला–लामो काममा भोक लाग्न थाल्नेछ । र यदि तपाईंले मान धेरै कम सेट गर्नुभयो भने,
अन्तरक्रियात्मक कार्यहरूले उचित CPU समय प्राप्त गर्दैनन्।

प्रयास 3: राम्रो लेखा

अब हामीसँग समाधान गर्न अर्को समस्या छ: कसरी नगर्ने
हाम्रो अनुसूचकलाई मूर्ख बनाउन अनुमति दिनुहोस्? यो सम्भावनाका लागि जनता दोषी छन्
नियम 4a, 4b, जसले कामलाई प्राथमिकतामा राख्न अनुमति दिन्छ, प्रोसेसरलाई खाली गर्दै
तोकिएको समय समाप्त हुनु अघि। यसलाई कसरी व्यवहार गर्ने?
यस मामला मा समाधान प्रत्येक मा CPU समय को एक राम्रो लेखा मान्न सकिन्छ
MLFQ स्तर। कार्यक्रम प्रयोग गरेको समय बिर्सनुको सट्टा
आवंटित अवधिको लागि प्रोसेसर, यो खातामा लिइन्छ र बचत गर्नुपर्छ। पछि
प्रक्रियाले आफ्नो आवंटित समय प्रयोग गरेको छ, यसलाई अर्कोमा घटाउनुपर्छ
प्राथमिकता स्तर। अब प्रक्रियाले आफ्नो समय कसरी प्रयोग गर्छ भन्ने कुराले फरक पार्दैन
प्रोसेसरमा वा धेरै कलहरूको रूपमा निरन्तर कम्प्युट गर्दै। यसरी,
नियम 4 निम्न फारममा पुन: लेख्नुपर्छ:

• नियम १: कुनै कार्यले हालको लाममा आफ्नो आवंटित समय प्रयोग गरिसकेपछि (यसले CPU लाई जतिसुकै पटक खाली गरेको भए पनि), त्यो कार्यको प्राथमिकता घटाइन्छ (यो लाममा तल सर्छ)।

एउटा उदाहरण हेरौं:
»

यदि तपाइँ अनुसूचकलाई मूर्ख बनाउन प्रयास गर्नुहुन्छ भने के हुन्छ भनेर चित्रले देखाउँछ, जस्तै
यदि यो अघिल्लो नियम 4a सँग भएको भए, 4b बायाँ तर्फको नतिजा प्राप्त हुनेछ। नयाँको शुभकामना
नियम दायाँ मा परिणाम हो। सुरक्षा भन्दा पहिले, कुनै पनि प्रक्रिया पूरा हुनु अघि I/O कल गर्न सक्छ र
यसरी CPU मा प्रभुत्व जमाउन, सुरक्षा सक्षम गरेपछि, व्यवहारको पर्वाह नगरी
I/O, ऊ अझै पङ्क्तिमा तल सर्नेछ र यसरी बेइमान गर्न सक्षम हुनेछैन
CPU स्रोतहरू लिनुहोस्।

MLFQ र अन्य समस्याहरू सुधार गर्दै

माथिका सुधारहरूको साथमा नयाँ समस्याहरू आउँछन्: मुख्य मध्ये एक
प्रश्नहरू - कसरी यस्तो अनुसूचक प्यारामिटराइज गर्ने? ती। कति हुनुपर्छ
लाम? लाम भित्र कार्यक्रम विन्डो को आकार के हुनुपर्छ? कसरी
भोकमरी र भोकमरीबाट बच्न कार्यक्रमको प्राथमिकता प्रायः बढाउनुपर्छ
कार्यक्रमको व्यवहारमा आएको परिवर्तनलाई ध्यानमा राख्नुहुन्छ? यी प्रश्नहरूको कुनै सरल जवाफ छैन
जवाफ र लोड र पछिको कन्फिगरेसनको साथ मात्र प्रयोगहरू
योजनाकारले केही सन्तोषजनक सन्तुलन ल्याउन सक्छ।

उदाहरणका लागि, धेरैजसो MLFQ कार्यान्वयनहरूले तपाईंलाई फरक तोक्न अनुमति दिन्छ
विभिन्न लामहरूका लागि समय अन्तरालहरू। उच्च प्राथमिकता लामहरू सामान्यतया
छोटो अन्तरालहरू निर्धारित छन्। यी लामहरूमा अन्तरक्रियात्मक कार्यहरू हुन्छन्,
जुन बीचमा धेरै संवेदनशील छ र 10 वा कम लिनुपर्छ
सुश्री। यसको विपरित, कम-प्राथमिकता पङ्क्तिहरूमा प्रयोग गर्ने लामो-समय कार्यहरू समावेश हुन्छन्
सि.पी. यु। र यस अवस्थामा, लामो समय अन्तरालहरू धेरै राम्रोसँग फिट हुन्छन् (100ms)।

यस उदाहरणमा उच्च प्राथमिकता लाम २० मा काम गर्ने २ कार्यहरू छन्
ms, 10ms windows मा विभाजित। 40ms बीचको लाममा (20ms विन्डो) र कम प्राथमिकतामा
लाम समय विन्डो 40ms भयो जहाँ कार्यहरूले आफ्नो काम पूरा गरे।

MLFQ को Solaris OS कार्यान्वयन समय-साझेदारी अनुसूचकहरूको वर्ग हो।
योजनाकारले तालिकाहरूको सेट प्रदान गर्नेछ जसले यसलाई ठीक रूपमा परिभाषित गर्दछ
प्रक्रियाको प्राथमिकता यसको जीवनको क्रममा परिवर्तन हुन्छ, आकार कस्तो हुनुपर्छ
आवंटित सञ्झ्याल र तपाईंले कार्य प्राथमिकताहरू कति पटक बढाउनु पर्छ। प्रशासक
प्रणालीहरूले यो तालिकासँग अन्तरक्रिया गर्न सक्छ र अनुसूचकलाई व्यवहार गर्न सक्छ
फरक रूपमा। पूर्वनिर्धारित रूपमा, यो तालिकामा क्रमिक वृद्धिको साथ 60 लामहरू छन्
सन्झ्यालको आकार २०ms (उच्च प्राथमिकता) देखि धेरै सय मिस (कम प्राथमिकता) सम्म, र
प्रति सेकेन्ड एक पटक सबै कार्यहरूको बढावा संग।

अन्य MLFQ योजनाकारहरूले तालिका वा कुनै विशिष्ट प्रयोग गर्दैनन्
यस व्याख्यानमा वर्णन गरिएका नियमहरू, यसको विपरीत, तिनीहरू प्रयोग गरेर प्राथमिकताहरू गणना गर्छन्
गणितीय सूत्रहरू। उदाहरण को लागी, FreeBSD अनुसूचक को लागी एक सूत्र प्रयोग गर्दछ
प्रक्रिया कति लामो छ भन्ने आधारमा कार्यको वर्तमान प्राथमिकता गणना गर्नुहोस्
CPU प्रयोग गरियो। थप रूपमा, CPU उपयोग समयसँगै क्षय हुन्छ, र यस्तै
यसरी, बढ्दो प्राथमिकता माथि वर्णन गरिएको भन्दा अलि फरक हुन्छ। यो सत्य हो
क्षय एल्गोरिदम भनिन्छ। संस्करण 7.1 देखि, FreeBSD ले ULE अनुसूचक प्रयोग गरेको छ।

अन्तमा, धेरै अनुसूचकहरू अन्य सुविधाहरू छन्। उदाहरणका लागि, केही
अनुसूचकहरूले अपरेटिङ सिस्टमको सञ्चालनको लागि उच्चतम स्तर आरक्षित गर्दछ र यसैले
यसरी, कुनै पनि प्रयोगकर्ता प्रक्रियाले उच्चतम प्राथमिकता प्राप्त गर्न सक्दैन
प्रणाली। केही प्रणालीहरूले तपाईंलाई मद्दत गर्न सल्लाह दिन अनुमति दिन्छ
योजनाकारले प्राथमिकताहरू सही रूपमा सेट गर्न सक्छ। उदाहरणका लागि, आदेश प्रयोग गरेर राम्रो
तपाईले कार्यको प्राथमिकता बढाउन वा घटाउन सक्नुहुन्छ र यसरी बढाउन सक्नुहुन्छ वा
CPU समय प्रयोग गर्ने कार्यक्रमको सम्भावना कम गर्नुहोस्।

MLFQ: सारांश

हामीले MLFQ भनिने योजनाको दृष्टिकोण वर्णन गरेका छौं। उसको नाम
सञ्चालनको सिद्धान्तमा संलग्न - यसमा धेरै लामहरू छन् र प्रतिक्रिया प्रयोग गर्दछ
कार्य प्राथमिकता निर्धारण गर्न।
नियमहरूको अन्तिम रूप निम्नानुसार हुनेछ:

• नियम १: यदि प्राथमिकता(A) > प्राथमिकता(B), कार्य A सुरु हुनेछ (B हुनेछैन)
• नियम १: यदि priority(A) = Priority(B), A&B RR प्रयोग गरेर सुरु गरिएको छ
• नियम १: जब कुनै कार्य प्रणालीमा प्रवेश गर्छ, यसलाई उच्च प्राथमिकताको लाइनमा राखिन्छ।
• नियम १: कुनै कार्यले हालको लाममा आफ्नो आवंटित समय प्रयोग गरिसकेपछि (यसले CPU लाई जतिसुकै पटक खाली गरेको भए पनि), त्यो कार्यको प्राथमिकता घटाइन्छ (यो लाममा तल सर्छ)।
• नियम १: निश्चित अवधि S पछि, प्रणालीका सबै कार्यहरूलाई उच्चतम लाममा सार्नुहोस्।

MLFQ निम्न कारणका लागि चाखलाग्दो छ - यसको बारेमा ज्ञान आवश्यक हुनुको सट्टा
कार्यको प्रकृति पहिले नै, एल्गोरिथ्मले कार्यको विगतको व्यवहार र सेटहरूको अध्ययन गर्दछ
तदनुसार प्राथमिकताहरू। यसरी, उसले एकैचोटि दुई कुर्सीहरूमा बस्ने प्रयास गर्दछ - साना कामहरू (SJF, STCF) को लागि उत्पादकता हासिल गर्न र इमानदारीपूर्वक लामो दौड गर्न,
CPU- लोडिङ कार्यहरू। तसर्थ, BSD र तिनीहरूका डेरिभेटिभहरू सहित धेरै प्रणालीहरू,
सोलारिस, विन्डोज, म्याक शेड्यूलरको रूपमा एल्गोरिथ्मको केहि रूप प्रयोग गर्दछ
आधार रेखाको रूपमा MLFQ।

थप सामग्रीहरू:

1. manpages.debian.org/stretch/manpages/sched.7.en.html
2. en.wikipedia.org/wiki/Scheduling_(गणना गर्दै)
3. pages.lip6.fr/Julia.Lawall/atc18-bouron.pdf
4. www.usenix.org/legacy/event/bsdcon03/tech/full_papers/roberson/roberson.pdf
5. chebykin.org/freebsd-process-scheduling

स्रोत: www.habr.com