Планировщик, или Scheduler, — это один из ключевых компонентов операционной системы. Его основная задача — распределять время центрального процессора (CPU) между всеми запущенными процессами и потоками (threads), то есть решать, какой процесс будет выполняться, когда и как долго. Он работает на уровне ядра системы (kernel) и напрямую влияет на производительность компьютера, стабильность и отзывчивость всей системы.

Что делает планировщик?

В компьютере одновременно может работать множество процессов (например, браузер, антивирус, музыкальный плеер и т. д.). Однако процессор в каждый конкретный момент времени может обслуживать только один процесс (за исключением многоядерных систем, где каждое ядро может выполнять свой процесс).

В этой ситуации планировщик:

• Ставит все процессы в очередь;
• Выбирает процесс для выполнения на основе приоритетов, политики очереди и текущего состояния;
• Передаёт управление выбранному процессу;
• После завершения или истечения времени — передаёт управление следующему.

Основные функции планировщика:

1. Распределение CPU-времени между всеми активными процессами;
2. Отслеживание состояний всех процессов: готов, выполняется, ожидает, приостановлен и т. д.;
3. Приоритетное управление: более важные процессы могут получать больше времени;
4. Переключение контекста (Context Switching): сохранение состояния одного процесса и загрузка состояния другого;
5. Поддержка многозадачности: создаёт эффект одновременного выполнения нескольких задач.

Виды планировщиков и алгоритмы:

Существует несколько видов алгоритмов, каждый из которых применим в зависимости от целей системы:

• FCFS (First Come First Serve): первый пришёл — первый обслужен;
• Round Robin: каждому процессу выделяется равный по длительности квант времени;
• Priority Scheduling: процессы обслуживаются по степени важности;
• SJF (Shortest Job First): сначала выполняются самые короткие процессы;
• Multilevel Queue: процессы распределяются по разным очередям: системные, интерактивные, фоновая обработка и т.д.

Зачем нужен планировщик?

• Для высокой производительности: эффективное распределение CPU делает систему быстрой;
• Для удобства пользователя: приложения не “зависают” и быстро откликаются;
• Для справедливости: ни один процесс не должен “захватывать” процессор полностью;
• Для критичных систем: на серверах, в реальном времени или в медицинском оборудовании корректная работа планировщика — жизненно важна.

Пример:

Представьте, что вы одновременно смотрите видео, открыли несколько вкладок в браузере и у вас работает антивирус в фоновом режиме. Планировщик определяет, в какой последовательности и как долго каждый из этих процессов будет использовать процессор, чтобы ни видео не лагало, ни браузер не тормозил, ни антивирус не подвисал. Всё это происходит буквально за миллисекунды.

Вывод:

Scheduler (Планировщик) — это “мозг” операционной системы, который управляет доступом к процессору и обеспечивает стабильную и быструю работу всех процессов. Без него многозадачность была бы невозможной, а система — нестабильной и непредсказуемой.