B4

2. หลักการพื้นฐานในการจัดตารางการทางานของหน่วย
ประมวลผลกลาง
ในระบบคอมพิวเตอร์ที่มีการทางานแบบหลายโปรแกรม
จาเป็นต้องมีการจัดตารางการ ทางานของหน่วยประมวลผลกลาง
ซึ่งการจัดตารางการทางานของหน่วยประมวลผลกลางนี้ถือเป็น
หลักการพื้นฐานของระบบปฏิบัติการ เพราะการทางานของโปรเซส
หนึ่งจาเป็นต้องใช้ทรัพยากรต่าง ๆ มากมาย และเนื่องจากหน่วย
ประมวลผลกลางเป็นทรัพยากรในระบบที่มีความสาคัญมากที่สุด
ดังนั้นเพื่อให้ระบบคอมพิวเตอร์มีการใช้งานหน่วย
ประมวลผลกลาง อย่างเต็มประสิทธิภาพ จึงต้อง มีระบบการจัด
ตารางการทางานของหน่วยประมวลผลกลาง ที่มีประสิทธิภาพด้วย

3. การจัดตารางการทางานของหน่วยประมวลผล
กลางที่ดี ต้องคานึงถึงสิ่งสาคั ดังนี้
1.ช่วงเวลาประมวลผลและช่วงเวลาอินพุต/เอาต์พุต
(CPU & I/O Burst Cycle)
2.ตัวจัดตารางการทางานของหน่วยประมวลผลกลาง
(CPU Scheduler)
3.การจัดตารางแบบให้แทรกกลางคัน (Preemptive
Scheduling)
4.ตัวส่งต่อ (Dispatcher)

4. 1. ช่วงเวลาประมวลผลและช่วงเวลาอินพุต/เอาต์พุต (CPU &
I/OBurst Cycle)
การจัดตารางการทางานของหน่วยประมวลผลกลางที่ดี
จาเป็นต้องทราบถึงลักษณะ การทางานของแต่ละโปรเซส โดย
ทั่วๆ ไปโปรเซสจะทางานเป็นวงจร คือ ทางาน (Running)และ
รอ (Wait) สลับกันไปทุกโปรเซสเริ่มต้นที่สถานะทางานในหน่วย
ประมวลผลกลางช่วงเวลานี้เรียกว่าช่วงเวลาประมวลผลจากนั้น
จึงทางานในอุปกรณ์รับส่งข้อมูล ช่วงเวลานี้เรียกว่าช่วงเวลา
อินพุต/เอาต์พุต และกลับไปทางานในหน่วยประมวลผลกลาง
สลับกันไป จนกระทั่งสิ้นสุดโปรเซส ซึ่งการสิ้นสุดโปรเซสเป็นการ
ทางานในหน่วยประมวลผลกลาง

5. รูปแสดงช่วงเวลาประมวลผลและช่วงเวลาอินพุต/เอาต์พุต

6. 2.ตัวจัดตารางการทางานของหน่วยประมวลผลกลาง (CPU
Scheduler)
ตัวจัดตารางการทางานของหน่วยประมวลผลกลาง เป็นตัว
จัดเวลาระยะสั้น (Short Term Scheduler)มีหน้าที่เลือกโปรเซสที่
พร้อมสาหรับทางาน ให้เข้าไปใช้หน่วยประมวลผลกลาง เพื่อทาการ
ประมวลผล
3.การจัดตารางแบบให้แทรกกลางคัน (Preemptive Scheduling)
การจัดตารางการทางานของหน่วยประมวลผลกลางระบบ
จะทาการตัดสินใจเลือก โปรเซสใดให้เข้าไปใช้หน่วยประมวลผล
กลางนั้น

7. 4.ตัวส่งต่อ (Dispatcher)
ตัวส่งต่อ หมายถึง โปรแกรมที่ทาหน้าที่มอบการควบคุม
การใช้งานของหน่วยประมวลผลกลางให้แก่โปรเซสที่ถูกเลือกขึ้นมา
โดยตัวจัดตารางการทางานของหน่วยความจาหลัก โดย มีขั้นตอน
การทางาน ดังนี้
1.เปลี่ยนงาน (ContextSwitching)
2.เปลี่ยนสถานะของระบบปฏิบัติการไปเป็น User Mode
3.ย้ายการควบคุมการใช้งานของหน่วยประมวลผลกลาง ไป
ยังคาสั่งในโปรแกรมของผู้ใช้ แล้วเริ่มตันการทางานของโปรแกรมนั้น
ตัวส่งต่อนี้จะต้องทางานอย่างรวดเร็วที่สุดเท่าที่สามารถ
เป็นไปได้ ซึ่งเวลาที่ตัวส่งต่อทาการหยุดโปรเซสหนึ่ง และเริ่มต้น
ทางานอีกโปรเซสหนึ่ง

9. วิธีการในการจัดตารางการทางานของหน่วยประมวลผลกลาง
(Scheduling Algorithm) สามารถ แบ่งออกได้ ดังนี้
1. วิธีการจัดตารางการทางานของหน่วยประมวลผลกลาง
แบบมาก่อนได้ทางานก่อน (First Come, First Served
Scheduling:FCFS)
2. วิธีการจัดตารางการทางานของหน่วยประมวลผลกลาง
แบบโปรเซสสั้นทางานก่อน (Shortest Job First scheduling:SJF)

10. 3. วิธีการจัดตารางการทางานของหน่วยประมวลผล
กลางแบบตามลาดับความสาคัญ (Priority Scheduling)
4. วิธีการจัดตารางการทางานของหน่วยประมวลผล
กลางแบบหมุนเวียน (RoundRobbinScheduling:RR)
5. วิธีการจัดตารางการทางานของหน่วยประมวลผล
กลางแบบคิวหลายระดับ (Multilevel QueueScheduling)

11. วิธีการจัดตารางการทางานของหน่วยประมวลผลกลางแบบมาก่อนได้
ทางานก่อน
* มีหลักการทางาน โดยให้บริการแก่โปรเซสที่เข้าสู่ระบบก่อน จะได้เข้า
ไปใช้หน่วยประมวลผลกลางก่อน
* วิธีนี้เป็นวิธีที่ง่ายที่สุด และนิยมนาไปใช้งานร่วมกับวิธีอื่นๆ
* การทางานของแต่ละโปรเซสเป็นแบบ Non Preemtive คือไม่มีการ
ขัดจังหวะการทางานของโปรเซส
* วิธีการนี้สามารถสร้างขึ้นมาใช้งานได้โดยใช้ Queue ซึ่งเมื่อมีโปรเซส
ที่ต้องการเข้าไปใช้งาน CPU ระบบจะทาการเก็บโปรเซสนั้นไว้ในคิวพร้อม
และเมื่อหน่วยประมวลผลกลางว่างโปรเซสที่อยู่หัวแถวของคิวพร้อมจะถูก
นาออกจากคิวพร้อมเพื่อเข้าไปใช้งานหน่วยประมวลผลกลาง

12. Process CPU Burst
P1 15
P2 6
P3 3
ตัวอย่าง การคานวณเวลาที่ใช้ในการรอคอยโดยเฉลี่ยของโปรเซสที่
ทางานกับตัวจัดตารางการทางานของหน่วยประมวลผลกลางแบบมา
ก่อนได้ทางานก่อนสมมติในระบบมีโปรเซส PI, P2และ P3เข้าสู่คิว
พร้อมตามลาดับแต่ละโปรเซสมีช่วงเวลาการประมวลผล (CPU
Burst) ดังนี้

13. ลาดับของโปรเซสที่เข้าสู่คิวพร้อม คือ PI, P2, P3และ
ระบบใช่วิธีการจัดตารางการ ทางานของหน่วยประมวลผลกลาง
แบบมาก่อนได้ทางานก่อน ดังนั้นสามารถแสดงเวลาการทางาน
ได้ดังนี้
P1 P2 P3
0 15 21 24
เวลาที่ใช้ในการรอคอยของโปรเซส P1 = 0
เวลาที่ใช้ในการรอคอยของโปรเซส P2 = 15
เวลาที่ใช้ในการรอคอยของโปรเซส P3 = 21
ดังนั้น เวลาที่ใช้ในการรอคอยเฉลี่ย = (0 + 15 + 21) / 3 = 12 หน่วยเวลา

14. วิธีการจัดตารางการทางานของหน่วยประมวลผลกลางแบบโปรเซส
สั้นทางานก่อน
* มีหลักการทางาน โดยให้บริการแก่โปรเซสที่ใช้เวลาหน่วย
ประมวลผลกลางน้อยที่สุด จะได้เข้าไปใช้ หน่วยประมวลผลกลาง
ก่อน กรณีที่มีโปรเซสที่ใช้เวลาหน่วยประมวลผลกลางเท่ากัน จะใช้
วิธีการจัดตารางการทางานของหน่วยประมวลผลกลางแบบมาก่อน
ได้ทางานก่อน
* แนวทางในการจัดตารางการทางานของหน่วยประมวลผลกลาง
โปรเซสสั้นทางานก่อน แบ่งออกเป็น 2 วิธี คือ

15. 1. วิธี Non Preemtiveเมื่อโปรเซสใดได้เข้าไปใช้งาน
หน่วยประมวลผลกลาง โปรเซสนั้นจะได้ใช้งาน หน่วยประมวลผล
กลาง จนกว่าหมดช่วงเวลาหน่วยประมวลผลกลางของตนเอง
2. วิธี Preemtiveเมื่อโปรเซสใดได้เข้าไปใช้งาน
หน่วยประมวลผลกลางและเมื่อมีโปรเซสใหม่ที่ใช้เวลาหน่วย
ประมวลผลกลางน้อยกว่าเวลาที่เหลืออยู่ของโปรเซสที่กาลังทางาน
ระบบจะทาการหยุดโปรเซสที่กาลังทางานอยู่แล้วให้โปรเซสใหม่ที่
ใช้เวลาหน่วยประมวลผลกลางน้อยกว่าเข้าไปใช้งานหน่วย
ประมวลผลกลาง

16. วิธีการจัดตารางการทางานของหน่วยประมวลผลกลางแบบ
ตามลาดับความสาคัญ
* วิธีการจัดตารางการทางานของหน่วยประมวลผลกลางแบบ
ตามลาดับความสาคัญจะต้องกาหนดระดับความสาคัญให้แต่ละ
โปรเซส
* ระบบจะบริการโปรเซสที่มีระดับความสาคัญสูงสุด จะได้เข้าไปใช้
งานหน่วยประมวลผลกลางก่อน กรณีที่มีโปรเซสที่มีระดับ
ความสาคัญเท่ากัน จะใช้วิธีการจัดตารางการทางานของหน่วย
ประมวลผลกลางแบบมาก่อนได้ทางานก่อน
* การกาหนดระดับความสาคัญ นิยมใช้ตัวเลข เช่น 0-10
และ 0 หมายถึง ระดับ ความสาคัญสูงสุด

17. วิธีการจัดตารางการทางานของหน่วยประมวลผลกลางแบบหมุนเวียน
* วิธีการจัดตารางการทางานของหน่วยประมวลผลกลางแบบหมุนเวียนนี้
ได้รับการออกแบบ มาเพื่อใช้กับระบบการทางานแบนแบ่งเวลาการ
ประมวลผล (Time Sharing System) โดยเฉพาะ
* ลักษณะการทางานคล้ายกับวิธีการจัดตารางการทางานของหน่วย
ประมวลผลกลางแบบมาก่อนได้ทางานก่อน แต่มีระยะเวลาการเข้าไปใช้งาน
CPU
* เวลาที่แต่ละโปรเซสได้รับเพื่อเข้าไปใช้งานหน่วยประมวลผลกลาง
เรียกว่าระยะเวลาควอนตัม (Time Quantum) หรือ Time Sliceซึ่งเมื่อ
โปรเซสที่เข้าไปใช้งาน หน่วยประมวลผลกลางหมดระยะเวลาควอนตัมที่
กาหนดให้แล้ว จะต้องหยุดการทางานแล้วกลับไปต่อท้ายในคิวพร้อม ถือ
เสมือนเป็นโปรเซสใหม่ที่เข้ามาในระบบ

19. วิธีการจัดตารางการทางานของหน่วยประมวลผลกลางนั้น
มีอยู่หลายวิธี ต่างก็มีคุณสมบัติที่ แตกต่างกันและมีความเหมาะสม
กับงานที่แตกต่างกันไป ซึ่งหลักเกณฑ์การเลือกวิธีการจัดตาราง
การทางานของหน่วยประมวลผลกลาง ควรพิจารณาสิ่งต่างๆ ดังนี้
1. ประสิทธิผลการใช้หน่วยประมวลผลกลาง (CPU
Utilization) ประสิทธิผลการใช้หน่วยประมวลผลกลาง หมายถึง
อัตราส่วนการใช้งานหน่วยประมวล ผลกลาง หรืออัตราส่วนของ
เวลาทั้งหมดที่หน่วยประมวลผลกลางมีงานทา

20. 2. อัตราปริมาณงาน (Throughput)อัตราปริมาณงาน
หมายถึง จานวนโปรเซสที่ทางานเสร็จสิ้นสมบูรณ์ต่อหน่วยเวลา
3. วงรอบการทางาน (Turn around time)วงรอบการ
ทางาน หมายถึง เวลาที่โปรเซสหนึ่งๆใช้ในการทางานทั้งหมดโดย
เริ่มจาก เวลาที่โปรเซสเข้าสู่ระบบ จนกระทั้งโปรเซสนั้นทางานเสร็จ
สิ้นสมบูรณ์

21. 4. เวลารอคอย (Waiting time)เวลารอคอย หมายถึง
เวลาที่แต่ละโปรเซสรอคอยอยู่ในคิวพร้อม (Ready Queue)เวลา
ตอบสนอง (Response Time)
5. เวลาตอบสนอง หมายถึง เวลาที่แต่ละโปรเซสถูกส่งเข้า
ไปทางาน จนกระทั้งได้รับการ ตอบสนองจากโปรเซสนั้นเป็นครั้ง
แรก