CPUplanlægning

CPUplanlægning, eller CPU-scheduling, er en central del af operativsystemet, der bestemmer, hvilken proces eller tråd der får adgang til CPU'en og hvornår. Målet er at udnytte processoren effektivt, give hurtige svar og høj gennemløb, samt sikre retfærdig behandling af opgaver og eventuelle deadlines i realtidssystemer.

Planlægningen kan være præemptiv eller ikke-præemptiv. Præemption betyder, at en kørende opgave kan afbrydes til fordel for en anden, ofte for at forbedre respons eller rette timing. Opgaver placeres i ready-køer, og skift mellem opgaver kræver en context switch, som medfører overhead og påvirker systemets samlede ydeevne.

Almindelige algoritmer inkluderer FCFS (First-Come, First-Served), som er enkel men kan give lange ventetider; SJF (Shortest Job First) eller SRTF (Shortest Remaining Time First), der minimerer gennemsnitlig ventetid, men kræver kendskab til forventet kørselstid. Prioritetsplanlægning giver opgaver prioritetniveauer og kan være præemptiv eller ikke-præemptiv; uden aldring kan det føre til sult. Round Robin (RR) tildeler hver opgave en tidskvantum og skifter ofte, hvilket giver rimelig svartid. Multilevel feedback queues tilpasser niveauer og skiftningsregler efter opgaveadfærd og giver god fleksibilitet.

Til realtid anvendes deadlines-baseret eller faste-prioritetsplanlægning. EDF (Earliest Deadline First) og fast-prioritets præemptiv planlægning er typiske modeller; realtidssystemer kræver ofte garanterede tidsfrister og deterministisk adfærd.

På systemer med flere kerner balanceres belastning, bevares cache-nytte og tages hensyn til affinitet og kommunikation mellem kerner og I/O. Vigtige mål inkluderer CPU-udnyttelse, gennemløb, ventetid, svartid og overholdelse af deadlines. Metrikker og værdier analyseres løbende for at tilpasse planlægningsstrategier.