Allocatiealgoritmes

Allocatiealgoritmes zijn wiskundige en procedurale methoden die bepalen hoe beperkte bronnen aan concurrerende taken worden toegewezen. Ze spelen een centrale rol in besturingssystemen, virtuele omgevingen, netwerken en gedistribueerde systemen. Het doel is om middelen efficiënt te benutten terwijl prestaties, betrouwbaarheid en eerlijkheid in balans blijven.

In geheugenbeheer betreft een allocatie-algoritme de toewijzing van fysiek geheugen aan processen. Contige geheugenallocatie gebruikt algoritmen zoals first-fit, best-fit en worst-fit, maar kan externe fragmentatie veroorzaken. Gedistribueerde of virtuele systemen gebruiken paginering of segmentatie, waarbij geheugen in blokken wordt verdeeld. Geavanceerde methoden zoals buddy-systemen en slab-allocators proberen fragmentatie en overhead te minimaliseren.

CPU-scheduling verdeelt de uitvoeringstijd over gereedstaande processen. Voorbeelden zijn FCFS (First-Come, First-Served), Shortest Job First, Round Robin en prioriteitsplanning. Preemptieve algoritmes kunnen tussentijds van taken wisselen; niet-preemptieve planning houdt een lopende taak tot voltooiing. Geavanceerde schema's zoals multilevel queues en multilevel feedback queues proberen zowel korte als lange taken te dienen met beheersbare wachttijden en eerlijkheid.

Opslag- en bestandstoewijzing omvat methoden voor toewijzing van schijfruimte. Contige toewijzing reserveert aaneengesloten blokken, terwijl gekoppelde toewijzing en indexed toewijzing metadata gebruiken om bestanden te vinden. Elke methode heeft verschillende prestatiedruk en fragmentatiekenmerken en brengt specifieke overhead met zich mee.

In gedistribueerde en cloudomgevingen richten allocatiealgoritmes zich op resource provisioning en kwaliteitsgaranties. Thema’s omvatten fair sharing, proportional sharing en dominant resource fairness, vaak in combinatie met SLA’s en autoscaling. Evaluatiecriteria omvatten benutting, doorvoer, latency, wachttijd, fragmentatie en eerlijkheid.