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Qu'est-ce qu'un planificateur UNIX ?
Un planificateur UNIX est un composant essentiel du système d'exploitation chargé de gérer et d'exécuter efficacement divers processus. Son rôle principal est d'allouer du temps CPU aux processus, garantissant ainsi une utilisation juste et optimale des ressources système. Le planificateur fonctionne en conjonction avec l'unité de gestion de la mémoire (MMU) et le CPU pour gérer la planification et l'exécution des processus dans un environnement multitâche.
Comment fonctionne un planificateur UNIX ?
Dans les systèmes UNIX, les processus sont des entités qui représentent des programmes en cours d'exécution. Chaque processus possède son propre ensemble d’instructions, de données et de ressources, et son exécution nécessite du temps CPU. L'objectif du planificateur est de déterminer quel processus doit s'exécuter à un moment donné, en tenant compte de divers critères tels que la priorité, les besoins en ressources, l'équité et les performances du système.
Le processus de planification implique généralement les étapes suivantes :
1. Soumission du processus :Lorsqu'un nouveau processus est créé ou soumis au système, il est ajouté à la file d'attente du planificateur ou à la liste des processus en attente d'exécution.
2. Sélection de l'algorithme de planification :Le planificateur choisit un algorithme de planification pour déterminer l'ordre dans lequel les processus seront exécutés. Les algorithmes de planification courants incluent :
- Premier arrivé, premier servi (FCFS) :Les processus sont exécutés dans l'ordre dans lequel ils sont reçus, sans tenir compte de leurs priorités.
- Tournoi à la ronde (RR) :Chaque processus se voit attribuer une tranche de temps fixe (quantique), et lorsqu'un processus dépasse sa tranche de temps, il est préempté et placé en fin de file d'attente.
- Le travail le plus court en premier (SJF) :Les processus sont exécutés dans l'ordre de leur temps d'exécution estimé, les tâches les plus courtes étant prioritaires.
- Planification prioritaire : Les processus se voient attribuer des priorités et les processus les plus prioritaires sont exécutés en premier.
- Files d'attente de commentaires à plusieurs niveaux : Les processus sont divisés en plusieurs files d'attente en fonction de la priorité ou des besoins en ressources, avec différents algorithmes de planification appliqués à chaque file d'attente.
3. Sélection du processus :Le planificateur sélectionne le prochain processus à exécuter dans la file d'attente selon l'algorithme de planification choisi. Les tâches plus prioritaires ou plus courtes peuvent être sélectionnées en premier, ou les processus peuvent être exécutés en alternance pour garantir l'équité.
4. Exécution du processus :Le processus sélectionné est chargé dans la CPU et commence son exécution. Il continue de s'exécuter jusqu'à ce qu'il soit terminé ou jusqu'à ce qu'un processus de priorité plus élevée doive être exécuté.
5. Préemption de processus (le cas échéant) :Si un processus de priorité plus élevée arrive ou devient prêt à être exécuté pendant qu'un autre processus est en cours d'exécution, le planificateur peut anticiper le processus en cours et passer au processus de priorité plus élevée.
6. Changement de contexte :Lorsque le planificateur bascule entre les processus, il effectue un changement de contexte, enregistrant l'état (registres CPU, pointeurs mémoire, etc.) du processus en cours et chargeant l'état du processus suivant.
7. Équilibrage de charge :le planificateur prend en compte des facteurs tels que l'utilisation des ressources et l'équité pour équilibrer la charge de travail sur plusieurs processeurs ou cœurs dans les systèmes multiprocesseurs.
Le planificateur surveille en permanence le système et prend des décisions de planification dynamiques en fonction de l'état des processus, de la disponibilité des ressources et des mesures de performances. Son objectif est d'atteindre un débit système élevé (exécuter autant de processus que possible), une faible latence (minimiser le temps nécessaire à l'exécution d'un processus) et une équité entre les processus.
Divers planificateurs peuvent être implémentés ou choisis dans différents systèmes de type UNIX, et les algorithmes de planification peuvent être modifiés ou personnalisés pour répondre à des exigences spécifiques en matière de performances et de système. Une planification appropriée est cruciale pour garantir une utilisation efficace des ressources, une réactivité et des performances globales du système.
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