Präemption in der Informatik verstehen: Typen, Ursachen und Techniken

Unter Preemption versteht man eine Situation, in der eine Aufgabe oder ein Prozess Vorrang vor einer anderen hat, was zur Folge hat, dass die andere angehalten oder unterbrochen wird. Beim Rechnen kann es aus verschiedenen Gründen zu Vorrang kommen, z. B.:

1. Ressourceneinschränkungen: Wenn eine Aufgabe mehr Ressourcen benötigt, als verfügbar sind, kann sie anderen Aufgaben zuvorkommen, um Ressourcen freizugeben.
2. Prioritätsplanung: Aufgaben mit höheren Prioritäten können Aufgaben mit niedrigeren Prioritäten vorziehen, um sicherzustellen, dass kritische Aufgaben zuerst erledigt werden.
3. Interrupts: Hardware-Interrupts können die aktuell ausgeführte Aufgabe davon abhalten, ein dringendes Ereignis zu verarbeiten, z. B. einen Tastendruck oder die Ankunft eines Netzwerkpakets.
4. Multitasking: Wenn mehrere Aufgaben gleichzeitig ausgeführt werden, kann das Betriebssystem eine Aufgabe vorwegnehmen, um die Ausführung einer anderen Aufgabe zu ermöglichen. Die Vorrangstellung kann entweder weich oder hart sein. Soft Preemption tritt auf, wenn eine Aufgabe unterbrochen wird, die Ausführung jedoch später ohne Fortschrittsverlust wieder aufgenommen werden kann. Eine harte Vorabentscheidung hingegen führt zur sofortigen Beendigung der aktuell ausgeführten Aufgabe und kann dazu führen, dass die Aufgabe ihren Fortschritt verliert.

Preemptive Scheduling ist eine Technik, die von Betriebssystemen verwendet wird, um Aufgaben zu verwalten und sicherzustellen, dass kritische Aufgaben zuerst abgeschlossen werden. Dabei geht es darum, Aufgaben zu verhindern, die keine Fortschritte machen oder zu viele Ressourcen verbrauchen, und Ressourcen anderen Aufgaben zuzuweisen, die sie dringender benötigen. Dies kann zur Verbesserung der Systemleistung und Reaktionsfähigkeit beitragen, kann aber auch zu erhöhter Komplexität und potenziellen Problemen bei der Aufgabenplanung und Ressourcenzuweisung führen.