جدولة وحدة المعالجة المركزية والجمود – FCFS وSJF والجدولة الدورية والأولوية
علوم الحاسوبالحاسوب ومكوناته المادية16–17 سنة
جارٍ التحميل…
سجّل الدخول للتشغيلأدخل عمليات بأزمنة وصول وأزمنة تنفيذ وأولويات، واختر الجدولة FCFS أو SJF أو SRTF أو الجدولة الدورية (واضبط الشريحة الزمنية) أو جدولة الأولوية، وشاهد مخطط غانت ينمو وحدة زمنية بعد أخرى إلى جانب طابور الجاهزية ومخطط حالات العملية. يعرض جدول النتائج أزمنة الانتظار والدوران والاستجابة وعدد مرات تبديل السياق، ويضع جدول المقارنة الخوارزميات الست جنبًا إلى جنب. وفي تبويب «الجمود» تتنافس عمليتان أو ثلاث على الموارد، ويُرسم مخطط تخصيص الموارد، ويتبيّن كيف يمنع طلب الموارد بالترتيب نفسه الانتظار الدائري.
الدرس: أنظمة التشغيل: جدولة وحدة المعالجة المركزية (FCFS وSJF وSRTF والجدولة الدورية والأولوية)، وحالات العملية، وتبديل السياق، والتجويع، والجمود
ماذا تعرض
يشغّل نظام التشغيل عمليات كثيرة على وحدة معالجة مركزية واحدة بأن يقرر أي عملية جاهزة تعمل بعد ذلك. تشغّل FCFS العمليات بترتيب وصولها؛ وتختار SJF وSRTF أقصر زمن تنفيذ متبقٍ؛ وتمنح الجدولة الدورية كل عملية شريحة زمنية بالتناوب؛ وتختار جدولة الأولوية العملية الأشد إلحاحًا. زمن الدوران = زمن الانتهاء − زمن الوصول، وزمن الانتظار هو الوقت الذي تقضيه العملية في طابور الجاهزية. قد تتعرض المهام الطويلة أو منخفضة الأولوية للتجويع ما لم يرفع التقادم أولويتها. ويحدث الجمود حين تحتجز كل عملية موردًا وتنتظر موردًا آخر في حلقة؛ وطلب الموارد بترتيب ثابت يمنعه.
طريقة الاستخدام
في «جدولة المعالج» عدّل جدول العمليات أو اختر من «إعداد جاهز»، واختر «الخوارزمية» و«الشريحة q»، ثم اضغط «تشغيل» أو «خطوة» لبناء مخطط غانت. اقرأ جدولي النتائج والمقارنة، وفعّل «التقادم» أو «طلبات I/O» لترى أثرهما. في «الجمود» اختر «ترتيب طلب الموارد» و«العمليات» و«فاصل البدء»، واضغط «تشغيل»، ثم «فكّ الجمود» حين يُظهر المخطط حلقة.
المعاملات القابلة للتغيير
- التبويب عند البدء جدولة المعالج, الجمود
- خوارزمية الجدولة FCFS – من يأتي أولًا يُخدم أولًا, SJF – أقصر مهمة أولًا (غير استباقية), SRTF – أقصر وقت متبقٍ (استباقية), الجدولة الدورية, الأولوية (غير استباقية), الأولوية (استباقية)
- الشريحة الزمنية q (الجدولة الدورية) 1–8
- مجموعة عمليات جاهزة مثال الكتاب المدرسي (5 عمليات), المهمة الطويلة أولًا, تدفق مهام عالية الأولوية
- العمليات تطلب الإدخال/الإخراج (I/O)
- التقادم (ترتفع الأولوية أثناء الانتظار)
- ترتيب طلب الموارد ترتيبان متعاكسان, الترتيب نفسه (الرقم الأصغر أولًا)
- العمليات في تبويب الجمود عمليتان, 3 عمليات
- فاصل البدء بين العمليات 0–6 خطوات
أسئلة للاستكشاف
- مع الإعداد «المهمة الطويلة أولًا»، لماذا تعطي الجدولة الدورية متوسط انتظار أقل بكثير من FCFS؟
- كيف يتغير عدد مرات تبديل السياق وزمن الاستجابة عند رفع الشريحة q من 1 إلى 8؟
- لماذا لا يمكن أن يحدث الجمود أبدًا عندما تطلب كل العمليات الموارد بالترتيب نفسه؟
