Il multitasking cooperativo fornisce una tecnica in cui più di 2 programmi software possono condividere le risorse e il tempo di un processore host comune. All’interno di questa tecnica, la coda deve essere in grado di allocare equamente le risorse del processore all’interno dei programmi. Ciò significa che le attività devono liberare la CPU, consentendo l’esecuzione dell’attività successiva.
A volte viene chiamato “multitasking non preventivo”.
Quando viene utilizzata questa struttura, il sistema operativo non avvia un cambio di contesto dall’esecuzione di un processo all’esecuzione di un altro processo. Invece, i processi abbandoneranno volontariamente il controllo del processore a volte, quando sono inattivi o se si bloccano per consentire l’esecuzione di altre applicazioni.
La maggior parte dei sistemi oggi si è allontanata dal multitasking cooperativo. I sistemi operativi più diffusi in passato, quando si utilizzavano applicazioni a 16 bit, utilizzavano questo processo. Oggi si trova tipicamente nei sistemi embedded con vincoli di memoria e in applicazioni o sottosistemi specifici.
Elenco dei vantaggi del multitasking cooperativo
1. È molto facile da implementare.
Il multitasking cooperativo è l’opzione migliore per i singoli utenti che hanno alcune attività che devono essere completate. Non devi preoccuparti della presenza di codice di sospensione perché ogni thread è responsabile di quando abbandona il suo tempo di codifica. Ciò rende i processi di codifica molto più semplici per il singolo programmatore, sebbene l’abilità dell’encoder determinerà l’efficacia del sistema.
2. Facilita lo scambio di dati.
Con questo tipo di sistema operativo, persone diverse possono condividere la stessa vista, anche se non sono nello stesso progetto contemporaneamente. I processi coinvolti sono prevedibili, consentendo test e profiling personalizzati, anche se gli incidenti si verificano in momenti diversi. Ciò consente una migliore efficienza all’interno dei processi mantenendo una singola CPU.
3. Offri un lasso di tempo specifico per la tua considerazione.
La codifica può includere timer che configurano eventi e loop che cercano thread cooperativi man mano che i processi vengono implementati. Ciò significa che dovrai assicurarti che ogni thread acceda al processore per massimizzare i suoi vantaggi senza impiegare troppo tempo per accedere alla risorsa. Se un thread o un programma impiega troppo tempo, perderai opportunità di progresso.
Per essere onesti, questo processo esatto è meno un microkernel cooperativo multitasking e più un’implementazione di ciclo / timer, sebbene sia ancora classificato come un processo all’interno di questo tipo di struttura.
4. Massimizza ciò che la CPU può fornire.
Poiché il multitasking cooperativo richiede processi o thread individuali in momenti specifici, la CPU può dedicare le proprie risorse all’elemento specifico attualmente in esecuzione. In altre forme di multitasking, potrebbero esserci più thread o programmi in esecuzione contemporaneamente, riducendo gli effetti della potenza di elaborazione disponibile per ciascuno. Quando si codifica in modo efficace, il multitasking cooperativo massimizza la potenza di elaborazione perché ha una forte attenzione all’individualità.
5. Fornisce meno problemi di rientro.
Quando il multitasking cooperativo viene implementato con un singolo core della CPU, generalmente si riscontrano meno problemi di rientro. Questo perché i thread, i programmi o le attività in esecuzione non possono essere arbitrariamente interrotti da altre attività. Gli unici interrupt che si verificano in questo tipo di sistema sono nelle posizioni che sono nelle chiamate del kernel, che sono consentite dall’encoder.
Questo vantaggio non si applica ai kernel multiprocessore. Applicabile solo con un singolo kernel del processore.
6. Consente di conservare completamente le risposte in tempo reale.
Sebbene il multitasking cooperativo prevenga le risposte a livello di attività, conserva completamente tali risposte in un gestore di interrupt. Questi driver continuano a utilizzare caselle di posta e semafori all’interno del sistema multitasking, consentendo l’esecuzione dei moduli indipendentemente dagli algoritmi attualmente attivi.
Elenco degli svantaggi del multitasking cooperativo
1. È difficile interrompere un’attività una volta avviata.
Non è possibile sospendere il thread attualmente in esecuzione quando si utilizza il multitasking cooperativo. Ciò significa che il thread che prende le risorse della CPU continuerà a richiedere attenzione fino al completamento del thread. Se si verifica un errore all’interno del thread o del programma o non si verifica alcuna esecuzione, la CPU potrebbe essere forzata in una posizione in cui l’utente deve interrompere manualmente le operazioni per ripristinare le sue capacità.
2. Non garantisce che tutte le attività possano accedere al processore.
Poiché i thread operano indipendentemente l’uno dall’altro, non vi è alcuna garanzia che ciascun thread o programma possa ottenere il tempo necessario con la CPU. Se i processi di schedulazione non vengono calcolati correttamente, è molto probabile che alcune risorse non accedano mai al processore senza un intervento manuale. In tale circostanza, i progetti richiedono più tempo per essere completati perché le prestazioni cooperative di più attività devono essere continuamente riviste.
3. Non funziona bene per determinati tempi di risposta.
Il multitasking cooperativo viene utilizzato al meglio quando i programmi non richiedono un tempo di risposta dell’ordine di millisecondi o microsecondi a livello di attività. Se tali tempi sono necessari, è fortemente raccomandata una struttura diversa.
I vantaggi e gli svantaggi del multitasking cooperativo vengono in genere utilizzati quando un singolo utente, con una manciata di thread o programmi, ha bisogno di massimizzare le risorse locali. A causa dei loro limiti naturali, le situazioni di gruppo di solito non beneficiano di questo tipo di processo. Ci sono sempre eccezioni alla regola, ovviamente, quindi assicurati di esaminare tutte le tue opzioni prima di decidere il tipo di multitasking da impiegare.