Round Robin là gì? Tất tần tật về thuật toán lập lịch Round Robin
- 27/02/2023
- LANIT JSC
Round Robin sở hữu những tính năng nổi trội, được triển khai ở tất cả các hệ điều hành? Vậy Round Robin là gì? Đặc điểm nào nổi trội nhất? Nguyên lý giải thuật lập lịch như thế nào? Mời các bạn cùng LANIT đi giải đáp những thắc mắc trên về thuật toán lập lịch này nhé!
1. Tìm hiểu Round Robin là gì?
Thuật toán lập trình Round Robin là giải thuật định thời CPU. Mỗi tiến trình sẽ được gán một thời gian giữa CPU nhất định.
Round Robin được xuất phát từ nguyên tắc vòng tròn. Mỗi người lận lượt sẽ nhận được một phần bằng nhau của một thứ gì đó. Giải thuật này có khả năng thực thi các quy trình miễn phí.
2. Các đặc điểm quan trọng của Round Robin
Round Robin là giải thuật ưu tiên, thuộc danh sách giải thuật mở đầu. Đây là một trong những giải thuật đơn giản, tồn tại lâu đời và tiêu thức công bằng nhất.
Khi giải trình Round Robin, khoảng thời gian cần phải đặt ở mức tối thiểu. Nó sẽ gán cho một tác vụ công cụ cần để xử lý. Thế nhưng, chúng có thể khác nhau hệ điều hành.
Được phát triển theo mô hình Hybrid và điều hành bằng đồng hồ trong tự nhiên. Giải thuật sử dụng thời gian thực, khoản hồi sẽ được giới hạn trong một khoảng thời gian nhất định. Đa phần, hệ điều hành truyền thống đều sử dụng phương pháp lập lịch Round Robin.
3. Bật mí nguyên lý giải thuật toán Round Robin
Mỗi tiến trình Round Robin trước khi bắt đầu đưa vào CPU xử lý sẽ được cấp cho một đơn vị thời gian chiếm dụng nhất định.
Dưới đây là nguyên lý giải thuật toán Round Robin:
- Đầu tiên, cần có một hàng đợi. Trong đó, các quy trình sẽ được sắp xếp theo thứ tự đến trước xử lý trước.
- Một giá trị lượng tử được cấp phát để thực hiện một quá trình.
- Tiến trình đầu tiên được thực hiện đến khi kết thúc giá trị lượng tử. Tiếp đến, mỗi ngắt sẽ được tạo ra và trạng thái được lưu.
- Từ CPU chuyển sang quy trình tiếp theo, phương pháp tương tự và được thực hiện tuần hoàn.
- Các bước tương tự được lặp đi lặp lại đến khi quá trình kết thúc.
4. Khi giải thuật toán Round Robin cần những điều kiện gì?
Để giải được thuật toán Round Robin cần đáp ứng những điều kiện:
- Thời gian hoàn thành: Là khoảng thời gian mà quá trình nào cũng cần phải hoàn thành công việc phải thực hiện.
- Thời gian quay vòng: Dùng để phân biệt giữa thời gian đến với thời gian hoàn thành.
Công thức tính: Thời gian vòng = Thời gian hoàn thành – Thời gian đến.
- Thời gian chờ: Phân biệt giữa thời gian liên tục với thời gian vòng.
Công thức tính: Thời gian chờ = Thời gian quay vòng – Thời gian nổ.
5. Ưu – Nhược điểm của thuật toán lập lịch Round Robin
5.1 Ưu điểm của thuật toán Round Robin
- Thuật toán lập lịch Round Robin có những ưu điểm nổi trội sau:
- Giúp quá trình phân bổ công việc cho CPU diễn ra một cách hợp lý.
- Toàn bộ quy trình được xử lý, không có bất cứ ưu tiên nào.
- Trong giải thuật toán lập lịch không đối mặt với các vấn đề thiếu hụt hay hiệu ứng bảo vệ.
- Thêm quy trình mới tạo vào cuối hàng đợi.
- Mang đến hiệu suất cao cho thời gian phản hồi trung bình.
- Không mang tính chu kỳ.
- Mỗi quá trình có cơ hội lên lịch sau một thời gian lượng tử nhất định.
- Trong quá trình thực hiện, một lượng tử thời gian cụ thể sẽ được phân bổ đều cho những công việc khác nhau.
- Thông thường, thuật toán lập lịch thường sử dụng tính năng chia sẻ thời gian. Điều này giúp cung cấp cho mỗi công việc một khe thời gian hay lượng tử.
5.2 Nhược điểm của thuật toán Round Robin
Bên cạnh những ưu điểm chúng tôi vừa nêu trên, Round Robin còn tồn tại những nhược điểm sau:
- Hiệu suất phụ thuộc nhiều vào lượng tử thời gian.
- Khi thời gian ngắt của hệ điều hành ở mức thấp. Đầu ra của bộ xử lý sẽ bị giảm thiểu đáng kể.
- Tiêu tốn nhiều thời gian cho việc chuyển đổi ngữ cảnh.
- Gặp không ít khó khăn trong việc tìm kiếm một lượng tử thời gian chính xác.
- Khi lượng tử thời gian ở mức thấp có thể dẫn đến tình trạng quá trình chuyển đổi ngữ cảnh trong hệ thống tăng cao.
- Khả năng hiểu bị suy giảm.
- Không đặt được mức độ ưu tiên.
6. Những điều cần biết khi lập thuật toán Round Robin
6.1 Tăng giá trị lượng tử thời gian
Lượng tử thời gian ngày càng tăng đồng nghĩa với số lượng chuyển đổi ngữ cảnh giảm đi. Từ đó, thời gian phản hồi sẽ tăng mạnh và tỷ lệ thiếu hụt cũng tăng. Khi cao hơn về lượng tử thời gian, Round Robin sẽ tốt hơn về số lượng chuyển đổi ngữ cảnh.
6.2 Giảm giá trị lượng tử thời gian
Khi giá trị thời gian giảm sẽ gây ra tình trạng số lượng chuyển đổi ngữ cảnh gia tăng. Trong trường hợp này, thời gian phản hồi sẽ giảm, tỷ lệ thiếu hụt sẽ giảm theo. Giá trị nhỏ hơn của lượng tử thời gian giúp cho Round Robin tốt hơn về thời gian phản hồi.
6.3 Lập lịch FCFS
Giá trị của lượng tử thời gian đang gia tăng. Tỷ lệ thuận theo đó mà Round Robin có xu hướng chuyển đổi thành lập lịch FCFS.
6.4 Hiệu suất của thuật toán Round Robin
Hiệu suất Round Robin phụ thuộc vào giá trị của lượng tử thời gian. Giá trị này cần phải cân chỉnh sao cho không quá lớn và cũng không quá nhỏ.
7. Gợi ý những thuật toán Round Robin
7.1 Thuật toán Weighted Round Robin
Bản chất của thuật toán này giống như Round Robin. Thế nhưng, bạn có thể cấu hình cho một máy chủ nào đó được sử dụng thường xuyên hơn.
7.2 Thuật toán Weights Least Connection
Weights Least Connection có nhiều tính năng nổi bật. Một trong số đó phải kể đến cấu hình ưu tiên cho một máy chủ trong cụm máy chủ hoạt động.
7.3 Thuật toán Least Connection
Thuật toán này dựa vào số lượng kết nối để thực hiện cân bằng tải cho máy chủ. Nó tự động lựa chọn máy chủ với số lượng kết nối đang hoạt động ở mức nhỏ nhất.
7.4 Thuật toán Least Response Time
Là thuật toán sử dụng phương pháp thời gian đáp ứng ít nhất. Nó lựa chọn dịch vụ máy chủ với thời gian đáp ứng thấp nhất. Ngoài ra còn có các thuật toán cân bằng tải dựa vào phần mềm hoặc phần cứng được sử dụng.
Bạn đang theo dõi bài viết Round Robin là gì? Tất tần tật thông tin cần biết của thuật toán lập lịch này! Hy vọng bài viết đã mang đến bạn những kiến thức bổ ích về thuật toán
