ПОРІВНЯННЯ АЛГОРИТМІВ MODIFIED FIRST-COME FIRST-SERVED ТА REACTIVE MULTI-RESOURCE TOKEN – EARLIEST DEADLINE FIRST ЗА УМОВ ОБМЕЖЕНОГО ДОСТУПУ ДО ОПЕРАТИВНОЇ ПАМ’ЯТІ

DOI: 10.31673/2412-4338.2025.038704

Анотація

У статті представлено порівняльне експериментальне дослідження ефективності двох алгоритмів планування задач в умовах обмеженого доступу до оперативної пам’яті: модифікованого алгоритму Modified First-Come First-Served (MFСFS) та гібридної стратегії Reactive Multi-Resource Token – Earliest Deadline First (RMRT-EDF). У межах дослідження запропоновано вдосконалення класичного алгоритму FCFS, яке передбачає перевірку доступності оперативної пам’яті до моменту передачі задачі на виконання. Такий підхід дозволяє зменшити ймовірність переповнення системи і збоїв у роботі планувальника. Проте, у ситуаціях, коли перша у черзі задача не може бути виконана через нестачу ресурсів, навіть за наявності менш вимогливих задач у черзі, виникає ефект блокування, що негативно впливає на загальну продуктивність.

На противагу, алгоритм RMRT-EDF реалізує адаптивну політику планування, яка враховує як дедлайни задач, так і актуальний стан системних ресурсів. Завдяки концепції ресурсних токенів здійснюється відбір задач, що можуть бути оброблені в межах доступного ресурсу, з пріоритетом на найменший дедлайн. Крім того, в реалізації використано модуль моніторингу системних ресурсів з періодом оновлення 500 мс, що забезпечує актуальні дані про використання пам’яті в реальному часі та дозволяє алгоритму адаптуватися до змін навантаження.

Для оцінки ефективності було розроблено тестове середовище, яке імітує сценарії високої інтенсивності навантаження з понад 10 000 задач, що відрізняються за ресурсними характеристиками. Експерименти проведено в двох режимах: із застосуванням обмежень на пам’ять і без них. Результати показали, що в умовах дефіциту оперативної пам’яті алгоритм RMRT-EDF значно перевершує MFСFS за кількістю виконаних задач без порушення SLA, зберігаючи при цьому порівнянний рівень загальної продуктивності.

Отримані результати підтверджують доцільність застосування реактивних адаптивних стратегій планування в умовах обмежених обчислювальних ресурсів та слугують підґрунтям для подальших досліджень у напрямку оптимізації диспетчеризації у реальному часі.

Ключові слова: диспетчеризація задач, обмежені ресурси, FCFS, RMRT-EDF, дедлайн, SLA-порушення, бізнес-сервіси.