Programación de CPU de cola multinivel (MLQ)

Ventajas de la programación de CPU de cola multinivel:

• Los procesos se asignan permanentemente a la cola, por lo que tiene la ventaja de una sobrecarga de programación baja.

Desventajas de la programación de CPU de cola multinivel:

• Algunos procesos pueden quedarse sin CPU si algunas colas de mayor prioridad nunca se vacían.
• Es de naturaleza inflexible.

Ready Queue se divide en colas separadas para cada clase de procesos. Por ejemplo, tomemos tres tipos diferentes de procesos Procesos de sistema, procesos interactivos y procesos por lotes. Los tres procesos tienen su propia cola. Ahora, mira la siguiente figura. 

La descripción de los procesos en el diagrama anterior es la siguiente:

• Procesos del sistema: la CPU en sí tiene su propio proceso para ejecutar, que generalmente se denomina Proceso del sistema.
• Procesos interactivos: un proceso interactivo es un tipo de proceso en el que debe haber el mismo tipo de interacción.
• Procesos por lotes: el procesamiento por lotes es generalmente una técnica en el sistema operativo que recopila los programas y los datos en forma de lote antes de que comience el procesamiento .

Los tres tipos diferentes de procesos tienen su propia cola. Cada cola tiene su propio algoritmo de programación. Por ejemplo, la cola 1 y la cola 2 usan Round Robin , mientras que la cola 3 puede usar FCFS para programar sus procesos. 

Programación entre las colas: ¿Qué sucederá si todas las colas tienen algunos procesos? ¿Qué proceso debería obtener la CPU? Para determinar esto es necesario Scheduling entre las colas. Hay dos formas de hacerlo: 

1. Método de programación preventiva de prioridad fija: cada cola tiene prioridad absoluta sobre la cola de menor prioridad. Consideremos seguir el orden de prioridad cola 1 > cola 2 > cola 3. De acuerdo con este algoritmo, ningún proceso en la cola por lotes (cola 3) puede ejecutarse a menos que las colas 1 y 2 estén vacías. Si se está ejecutando algún proceso por lotes (cola 3) y cualquier sistema (cola 1) o proceso interactivo (cola 2) ingresó a la cola de listos, el proceso por lotes se reemplaza.
2. División de tiempo : en este método, cada cola obtiene una determinada porción de tiempo de CPU y puede usarla para programar sus propios procesos. Por ejemplo, la cola 1 toma el 50 por ciento del tiempo de CPU, la cola 2 toma el 30 por ciento y la cola 3 obtiene el 20 por ciento del tiempo de CPU.

Problema de ejemplo: 
considere la siguiente tabla de cuatro procesos en la programación de colas multinivel. El número de cola indica la cola del proceso. 
 

La prioridad de la cola 1 es mayor que la de la cola 2. La cola 1 usa Round Robin (Time Quantum = 2) y la cola 2 usa FCFS. 

A continuación se muestra el diagrama de Gantt del problema: 

Laboral:

• Al comienzo, ambas colas tienen un proceso, por lo que el proceso en la cola 1 (P1, P2) se ejecuta primero (debido a su mayor prioridad) en forma rotativa y se completa después de 7 unidades.
• Luego, el proceso en la cola 2 (P3) comienza a ejecutarse (ya que no hay ningún proceso en la cola 1), pero mientras se ejecuta, P4 entra en la cola 1 e interrumpe a P3 y comienza a ejecutarse durante 5 segundos y 
• Después de su finalización, P3 toma la CPU y completa su ejecución. 

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