besturingssysteemoverhead

Besturingssysteemoverhead is de extra hulpbronlast die het besturingssysteem genereert om services aan applicaties te leveren. Het omvat tijd en middelen voor contextswitches tussen processen en threads, systeemaanroepen, interrupts en afhandeling van signals, evenals het geheugen dat de kernel nodig heeft voor taken zoals geheugenbeheer en paginering. Daarnaast omvat het overhead door I/O-afhandeling, beveiligingscontroles en schedulering. Samen bepalen deze kosten de netto prestaties, energieverbruik en schaalbaarheid van een systeem.

De belangrijkste componenten zijn CPU-overhead (contextswitches, systeemaanroepen, scheduler-overhead), geheugenoverhead (kernelruimte, paginering, TLB-missers) en I/O-overhead (drivers, buffering, interrupts). Virtualisatie en containerisatie voegen extra overhead toe door hypervisor-intercepties en virtuele I/O. De grootte van overhead hangt af van workloadkenmerken, het ontwerp van het kernel en hardwareaspecten zoals caches en NUMA.

Metingen en impact: overhead wordt vaak uitgedrukt als share van CPU-tijd, extra latency of vertragendheidsindex. Veel contextswitches, frequente systeemaanroepen en interrupts verminderen doorvoer en verhogen responstijden, vooral bij gelijktijdige of I/O-intensieve workloads en in virtuele omgevingen.

Reduceren en optimaliseren: vermindering van overhead kan door ontwerpkeuzes zoals een lichtere kernel, asynchrone I/O en kernel-bypass-technieken, en door minimalisering van systeemaanroepen. Andere strategieën zijn efficiëntere geheugenallocatie, grotere pagina's, interruptcoalescing, NUMA-bewustzijn en het gebruik van user-space drivers. Het doel is balans tussen functionaliteit en overhead, afgestemd op de beoogde workload.