CPUplanlegging

CPUplanlegging, of schedulering van de CPU, is het onderdeel van de besturingssysteemkern dat beslist welke taak op een gegeven moment op de processor wordt uitgevoerd. Het doel is de rekencapaciteit efficiënt te verdelen, de responsiviteit te waarborgen en de prestaties in balans te brengen tussen verschillende processen en threads, vooral in een multi‑core omgeving.

Belangrijke criteria zijn CPU‑utilisatie, doorlooptijd, wachttijd en responsetijd, evenals eerlijkheid en het voorkomen van verarming van processen. Voor real‑time systemen komen deadlines en voorspelbaarheid als vereisten naar voren, waardoor speciale schedulers nodig kunnen zijn.

Scheduling wordt vaak opgedeeld in drie lagen: de lange termijn scheduler die beslist welke processen in het geheugen blijven, de midden- of swap‑scheduler die processen naar klaarstaat houdt, en de korte termijn (CPU‑scheduler) die beslist welk klaarstaand proces nu op de CPU draait. Overhead door context switches en preemptie speelt hierbij een rol.

Veelgebruikte algoritmen zijn First-Come, First-Served (FCFS) en non‑preemptief, Shortest Job First (SJF) en de preemptieve variant Shortest Remaining Time (SRT), prioriteitsschedulering en Round Robin (RR). Multilevel en Multilevel Feedback Queue-systemen combineren snelheid met eerlijkheid en passen prioriteiten zo nodig aan.

Bij multi‑core systemen spelen factoren zoals processor‑affiniteit, migratie‑kosten en load balancing een rol. Moderne schedulers proberen deze factoren mee te nemen en de werklast over de cores te verdelen, vaak met tijdsdeling en adaptieve toewijzingen.

Bekende implementaties zijn onder andere de Linux Completely Fair Scheduler (CFS) en verschillende Windows‑kerneschedulers. Real‑time systemen maken gebruik van schedulers zoals Rate Monotonic of Earliest Deadline First. Veel systemen adresseren verarming met aging‑technieken of aanpassingen van prioriteiten.