ОПТИМІЗАЦІЯ АЛГОРИТМІВ ПЛАНУВАННЯ ПРОЦЕСІВ В ОПЕРАЦІЙНИХ СИСТЕМАХ З ВИКОРИСТАННЯМ ІМІТАЦІЙНОГО МОДЕЛЮВАННЯ

Abstract

Актуальність. Оптимізація планування процесів є критичною для сучасних ОС через різнорідні профілі навантаження, де компроміс між латентністю, пропускною здатністю та справедливістю неможливо надійно оцінити лише аналітично. Об’єкт дослідження: підсистема планування процесів (CPU scheduling) у мультизадачній операційній системі. Мета статті: розробити та обґрунтувати методику оптимізації й налаштування алгоритмів планування на основі імітаційного (дискретно‑подійного) моделювання та сформувати практичні рекомендації для різних профілів задач. Результати дослідження. Побудовано параметризовану DES‑модель однопроцесорної системи з потоком надходження процесів, ready‑чергою, I/O‑блокуваннями та накладними витратами контекстних переключень. Реалізовано й порівняно FCFS, SJF, Round Robin, пріоритетне планування, MLQ, MLFQ, модель справедливого планування, подібну до CFS, та адаптивний RR. Експериментально оцінено час очікування і відповіді, пропускну здатність, завантаження CPU, частку накладних витрат CS та справедливість (індекс Джейна) у чотирьох сценаріях навантаження: інтерактивному, CPU‑heavy, bursty та змішаному за пріоритетами. Висновки. Невитіснювальні стратегії демонструють конкурентні середні значення лише в окремих режимах, тоді як витіснювальні та адаптивні підходи краще відповідають вимогам змішаних навантажень, але потребують акуратного тюнінгу кванта часу, гранулярностей і механізмів протидії голодуванню. Симуляційний підхід забезпечує відтворюване порівняння та виявлення параметричних зон, що ведуть до небажаних режимів. Сфера використання отриманих результатів: вибір і налаштування політик планування в ОС загального призначення, навчальні симулятори та інструменти аналізу продуктивності.