Временной способ распределения это когда

Способ распределения времени центрального процессора между задачами в автоматизированных системах управления технологическими процессами

Изобретение относится к вычислительной технике и используется в автоматических системах управления технологическими процессами. Технический результат заключается увеличении производительности автоматических систем. Способ заключается в том, что приоритетность выполнения задач определяют на этапе проектирования системы и задают цикл последовательности переключения задач в соответствии с их приоритетностью, при этом на этапе выполнения в каждом такте цикла по прерыванию от таймера приостанавливают выполнение текущей задачи, контекст прерванной задачи запоминают и загружают контекст следующей задачи в соответствии с заданным циклом последовательности переключения задач, которая в данном такте цикла должна использовать центральный процессор. 4 ил.

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в автоматизированных системах управления технологическими процессами (АСУ ТП).

Известны способы распределения времени центрального процессора (CPU) в многозадачных операционных системах (ОС) (см. А. Шоу. Логическое проектирование операционных систем. М.: Мир, 1981, с.243).

Как правило, в многозадачных операционных системах переключение задач осуществляется по прерываниям от таймера путем запоминания постоянно находящейся в оперативной памяти частью ОС (ядром ОС) контекста прерванной задачи и восстановления ядром ОС контекста очередной задачи. В ОС реального времени (РВ) общего назначения выбор очередной задачи, владеющей вычислительным ресурсом центрального процессора (CPU), осуществляется по определенному методу. Например, чистое разделение времени, когда каждой задаче выделяется определенный промежуток времени CPU — такт ОС, и задачи переключаются по истечении такта и срабатывании таймера последовательно, не имея преимуществ друг перед другом. Метод хорош своей простотой и детерминизмом, т.е. предсказуемостью.

Но за счет этого увеличивается дискретность системы, которая в данном случае определяется интервалом времени между двумя владениями CPU одной задачей, при этом в случае программного опроса внешних устройств могут быть потеряны данные (см. фиг.1). При увеличении количества задач дискретность системы может непомерно возрасти.

При использовании планирования переключения задач с помощью статических приоритетов задача с меньшим приоритетом не активизируется до тех пор, пока не выполнится задача с высшим приоритетом.

В системах АСУ ТП этот метод неприемлем, т.к. задачи циклические и не отдадут CPU менее приоритетным задачам никогда. В этом случае используют динамические приоритеты, т.е. с каждым тактом ОС приоритет задачи изменяется по определенному алгоритму. За счет этого возможно выполнение низкоприоритетных задач одновременно с высокоприоритетными. При использовании динамических приоритетов можно уменьшить дискретность системы, но при этом мы потеряем детерминизм, т.е. предсказуемость поведения системы. Также к недостаткам этого метода можно отнести потерю производительности системы за счет сложности алгоритмов выбора очередной задачи ядром ОС.

Существует метод кооперативного планирования переключения задач (Cooperative) (см. Компакт-диск ProSoft «Каталог продукции» №4.1. Раздел «On Time Informatik GmbH».). По этому методу каждая задача добровольно передает управление ядру ОС, когда она занята вводом/выводом или выполняет низкоприоритетные функции.

При применении этого метода требуется сложный (возможно, интуитивный) расчет мест вставки функций передачи управления ядру ОС, и существует возможность захвата всего процессорного времени одной задачей.

Наиболее близким к предложенному является способ, реализованный в операционной системе для встраиваемых приложений RTKernel 4.5 (см. Компакт-диск ProSoft «Каталог продукции» №4.1. Раздел «On Time Informatik GmbH»), в которой используются все вышеперечисленные методы планирования переключения задач.

Предложенное изобретение направлено на увеличение гибкости распределения времени CPU, что приводит к увеличению производительности, при высокой предсказуемости поведения и малой дискретности системы АСУ ТП.

Для этого в способе распределения времени центрального процессора между задачами в автоматизированных системах управления технологическими процессами, основанном на распределении приоритетов выполнения задач, приоритетность выполнения задач определяют на этапе проектирования системы и задают цикл последовательности переключения задач в соответствии с их приоритетностью, при этом на этапе выполнения, в каждом такте цикла по прерыванию от таймера приостанавливают выполнение текущей задачи, контекст прерванной задачи запоминают и загружают контекст следующей задачи в соответствии с заданным циклом последовательности переключения задач, которая в данном такте цикла должна использовать центральный процессор.

На фиг.1 показана временная диаграмма циклов ОС, на фиг.2 показана функциональная схема устройства для реализации способа, на фиг.3 показано распределение оперативной памяти устройства после загрузки системы, на фиг.4 показан один такт работы ОС по предлагаемому способу.

На временной диаграмме (см. фиг.1) обозначены:

Т1. Тn — такты ОС, выделенные задачам 1. n,

Ts — дискретность системы,

Устройство, реализующее способ (см. фиг.2), состоит из центрального процессора (CPU) — 1, оперативной памяти (RAM) — 2, таймера — 3.

Оперативная память (RAM) после загрузки системы (см. фиг.3) может быть распределена следующим образом: одна область оперативной памяти (RAM) занята задачами 1. N, другая область занята диспетчером задач и файлом управления, оставшаяся часть памяти свободна.

Сущность изобретения заключается в следующем. В многозадачных системах параллельность выполнения задач обеспечивается переключением областей памяти принадлежащим этим задачам с передачей управления на выбранную область (см. фиг.3). Переключение осуществляет специальная программа, входящая в ОС — диспетчер задач. Диспетчер активизируется по периодическим прерываниям от таймера (см. фиг.2). В системах АСУ ТП приоритетность выполнения задач определяется на этапе проектирования и известна заранее. В связи с этим предлагается определять последовательность распределения тактов ОС (т.е. времени CPU) (см. фиг.1) между задачами на этапе проектирования системы, в виде некоторого сценария. Другими словами, готовится файл управления, в котором расписан один цикл последовательности переключения задач диспетчером по прерываниям от таймера. То есть распределение вычислительного ресурса CPU происходит заранее, на этапе проектирования, а не вычисляется в процессе выполнения.

Один такт работы ОС по предлагаемому способу будет выглядеть следующим образом (см. фиг.4). По периодическому прерыванию от таймера приостанавливается выполнение текущей задачи, и управление передается диспетчеру задач, который запоминает в области памяти задачи адрес возврата в прерванную задачу и содержимое регистров процессора (контекст) прерванной задачи. Затем диспетчер считывает номер следующей задачи из файла управления и загружает из области памяти выбранной задачи контекст задачи с этим номером. Далее диспетчер передает управление по загруженному контексту, что эквивалентно продолжению выполнения прерванной в предыдущих тактах задачи с выбранным из файла управления номером, которая становится текущей. И такт повторяется.

Например, есть система из 4-х задач. Файл управления для чистого разделения времени будет выглядеть так: 1, 2, 3, 4, т.е. один такт ОС будет выделен первой задаче, затем второй, третьей, четвертой, затем снова первой, и т.д. Для увеличения приоритета задачи достаточно чаще указывать номер задачи в файле управления. Например, если нам нужно увеличить время владения CPU первой задачей в 3 раза, то файл управления будет выглядеть так: 1, 1, 1, 2, 3, 4. Такой же приоритет можно получить, используя такой файл управления: 1, 2, 1, 3, 1, 4, но при этом уменьшится дискретность системы для задачи 1, т.к. она прерывается не более чем на один такт ОС. Таким образом, мы можем получить заданную дискретность системы при высоком детерминизме. При таком подходе мы дополнительно освобождаем ядро ОС от сложных вычислений распределения времени CPU между задачами, т.е. уменьшаем загрузку CPU ядром ОС.

Можно подготовить несколько файлов управления. Например, задача диагностики в штатном режиме обычно имеет низкий приоритет — (1, 1, 1, 1, 1, 1, 2), где 1 — расчетная задача, 2 — задача диагностики. При обнаружении какой-либо неисправности мы можем форсировать задачу диагностики заменой файла управления на такой — (1, 2, 2, 1, 2, 2, 1, 2, 2), и после выяснения причин неисправности и устранения их (если это возможно) переключиться на штатный файл управления. Так же могут быть предусмотрены файлы управления для различных режимов работы системы, таких как запуск, сбойные ситуации, останов системы и т.п.

Таким образом, планирование переключения задач при помощи файла управления (сценария) позволит увеличить производительность системы путем уменьшения загрузки CPU ядром ОС при высоком детерминизме, малой дискретности и большой гибкости системы.

Способ распределения времени центрального процессора между задачами в автоматизированных системах управления технологическими процессами при помощи файла управления планированием, основанный на распределении приоритетов выполнения задач, отличающийся тем, что приоритетность выполнения задач определяют на этапе проектирования системы и задают цикл последовательности переключения задач в соответствии с их приоритетностью, при этом на этапе выполнения в каждом такте цикла по прерыванию от таймера приостанавливают выполнение текущей задачи, контекст прерванной задачи запоминают и загружают контекст следующей задачи в соответствии с заданным циклом последовательности переключения задач, которая в данном такте цикла должна использовать центральный процессор.

Источник

Тайм-менеджмент: 15 методов эффективного управления временем

Что такое тайм-менеджмент

Экономист Питер Друкер писал, что менеджмент будет все больше выходить за рамки коммерческих предприятий, где появился в попытке организовать производство вещей.

Тайм-менеджмент — это техники и методы для управления временем. Это самоорганизация и управление собой. Тайм-менеджмент помогает человеку или компании планировать время и экономить ресурсы.

Например, если завалило работой, а вы не знаете, за что браться в первую очередь, следует расставить приоритеты. Матрица Эйзенхауэра помогает разобраться, какие задачи срочные и важные, а какие просто отвлекают.

Чем больше задуманного мы успеваем сделать, тем лучше качество нашей работы и жизни в целом. А в условиях цифровой трансформации и ускорения изменений, четкое распоряжение временем помогает сохранять фокус на целях и не отклоняться от курса.

Принципы тайм-менеджмента

Практически все существующие методы управления временем состоят из трех компонентов: приоритизации, планирования и структурирования.

1. Приоритизация. Чтобы выполнить задачу, нужно определить, насколько она срочная, сложная и важная, и только потом приступить к ее выполнению.
2. Планирование. Чтобы выполнить задачу, нужно разобраться, когда ее следует сделать и сколько времени на это уйдет.
3. Структурирование. Чтобы выполнить задачу, нужно понять, как отслеживать ее выполнение и результаты.

Большая часть техник тайм-менеджмента опирается на структурирование и приоритизацию, и только малая часть — сложная комбинация всех трех принципов. Мы разберем 15 лучших методов тайм-менеджмента: от простых техник к сложным системам управления.

Лучшие методы тайм-менеджмента

1. Подготовка с вечера

Подготовка с вечера подойдет тем, кому трудно вставать рано утром — совет психолога Ника Уигнала [1]. Записывайте рабочие и личные задачи на завтра в конце рабочего дня. Так вы поймете свою нагрузку заранее и распределите задачи без утренней спешки. Можно готовить вечером план задач, рабочую одежду или обед с собой, если вы работаете вне дома.

2. Хотя бы N минут

Метод помогает справиться с прокрастинацией — откладыванием задач «на потом», даже если это важные или срочные дела. Если вы не хотите ничего делать, попробуйте начать хотя бы с нескольких минут на задачу: пять или десять. По мнению Джулии Мюллер, профессора Университета Лейпцига, так у человека останется право передумать, и оно повышает чувство контроля над ситуацией. Он перестает думать, что его принуждают делать что-то, чего он делать совершенно не хочет [2], поэтому дальнейшая работа идет легче.

3. Дедлайны

Ставьте четкие сроки сдачи работы — дедлайны. Понятные сроки стимулируют работать быстрее и помогают справиться с прокрастинацией. Исследователи Массачусетского технологического института выяснили, что даже самостоятельно установленные дедлайны помогают сдвинуть дела с мертвой точки [3]. При этом такие сроки работают хуже внешних дедлайнов, которые ставит руководитель или конкурсная комиссия. В личных делах внешним куратором может быть друг, коллега или родственник.

4. Поедание «лягушки»

Бизнес-тренер Брайан Трейси предлагает съедать «лягушку» каждое утро [4]— делать самую сложную и неприятную задачу самой первой. С утра мозг меньше нагружен информацией, поэтому вам будет проще справиться с трудным делом. После такой задачи все остальные покажутся пустяковыми и на них по-прежнему останутся силы.

5. Мелкие задачи

Это полная противоположность предыдущему методу. Делайте мелкие задачи — на 1–2 минуты — первыми, по возможности в тот же момент. Например, проверьте почту и оборудование, отправьте запросы или раздайте задачи. Это правило взято из метода Getting Things Done (GTD) бизнес-тренера Дэвида Аллена [5].

6. Автофокус

Метод «автофокуса» подойдет людям, которые часто работают с задачами без дедлайна. Два предыдущих принципа обязывают выбирать дело, и это чувство обязанности вызывает отторжение. Автор метода Марк Форстер считает [6], что сначала следует выписать все дела в единый список, а потом медленно его прочитать, пока не захочется остановиться на одной задаче. Объем задачи не имеет значения, важнее желание сделать ее прямо сейчас. Если получилось завершить дело сегодня — вычеркните его. Не получилось — перенесите в конец списка, и прочитайте его заново.

7. Сделайте это завтра

Автор книги «Сделай это завтра» [7] Марк Форстер рекомендует не браться за срочные задачи сразу, а откладывать их на завтра. Для этого нужно вести закрытые списки дел. В закрытый список невозможно добавить новую задачу, но можно занести в список на следующий день. Такой подход помогает сохранять фокус на текущих делах и делать только свою работу.

Форстер разделяет «свою настоящую работу» и «занятость». Настоящая работа помогает продвигаться в бизнесе или профессии. Здесь вы полноценно применяете свои навыки и знания. Часто выходите из зоны комфорта — делаете то, чего не делали раньше. Работать по-настоящему сложно, такая работа может вызывать небольшое сопротивление.

Занятость появляется, когда вы откладываете настоящую работу ради мелких задач. Деятельность — не то же самое, что действие. Если работа вызывает ощущение перегруженности, но не кажется сложной, — скорее всего, это занятость. Настоящая работа бывает сложной, но не заставляет чувствовать себя «белкой в колесе».

8. Деление большой задачи

Эту технику также называют поеданием салями или слона по кусочкам. Глобальная задача может испугать объемом. Чтобы к ней приступить, следует разложить большую задачу на небольшие этапы, декомпозировать. Например, «запуск нового проекта» звучит громко и давит ответственностью. Но когда в нем появляются конкретные шаги, становится проще: «начать исследование аудитории» → «поговорить с Сашей по пунктам анализа» → «изучить результаты» → «подготовить макет по результатам исследования». Задача «обрастает» конкретикой и уже не кажется невыполнимой миссией.

9. Одна задача в один промежуток времени

Многозадачность в интеллектуальном труде не работает. В 2009 году исследователи из Университета Стенфорда провели эксперимент [8]. Они выяснили, что когда человек делает несколько интеллектуальных дел одновременно, например, читает и разговаривает по телефону, то хуже запоминает и содержание разговора, и прочитанное. При этом не может определить, какая информация была важной, а какую можно было опустить. Если человек работает только над одним делом в один промежуток времени, он лучше справляется с задачей и хорошо запоминает информацию.

10. Методы фиксированного времени

Сюда относят методы работы по таймеру. Если завести привычку работать по таймеру, вы будете знать цену своему времени, работать продуктивнее, научитесь управлять ожиданиями, натренируете силу воли и предотвратите выгорание.

Техника Pomodoro. Метод помидора — это «система 25 минут» Франческо Чирилло. «Помидором» называют отрезок времени в 30 минут — 25 минут на работу и пять минут на отдых. Вы работаете 25 минут, делаете пятиминутный перерыв, затем снова уходите в работу. Через каждые четыре повтора — перерыв 30 минут.

Кстати, таймер называется «помидорным» потому, что Франческо Чирилло вначале использовал небольшой кухонный таймер в виде помидора.

Метод «90 на 30» Тони Шварца [9] и метод «52 на 17», который появился в результате исследования сервиса The Muse [10], строятся по похожему принципу. Первое значение — время в минутах, которое нужно отводить для работы, второе — время для перерыва.

Можно сказать, что это модификация дедлайнов, но в них жестко ограничивается само время на работу. Обилие коротких перерывов помогает «разгружать мозг», сменить деятельность и отвлечься.

Если хотите попробовать методы на практике, помните, что в них одинаково важны не только промежутки работы, но и промежутки отдыха. Чтобы методы работали, важно отдыхать и возвращаться к задаче в установленное время.

11. Принцип девяти дел

Этот метод основан на иерархии задач. Согласно принципу, в течение дня нужно «закрыть» одну крупную задачу, три задачи поменьше и пять мелких. Подходят дела вроде подготовки к встрече с будущими клиентами, и задачи попроще, например покупка корма питомцу. Так домашние дела не пропадают из вида и входят в расчет собственной нагрузки.

Вариация этого метода — «принцип трех дел» Криса Бейли [11]. Этот метод поможет тем, кто легко погружается в рутину и не уделяет должного внимания своим долгосрочным целям. По мнению Бейли, нужно завершать три дела в день, которые приближают вас к достижению глобальной цели. Например, час в день делать грамматические упражнения на английском или сформировать заявку на стипендию, если ваша глобальная цель — учеба за рубежом.

12. Канбан

Канбан — это метод организации работы, чтобы распределять нагрузку между людьми и делать работу точно в срок. Метод помогает видеть нарастающий темп работы и ничего не забывать.

Классический канбан — это таблица с тремя столбцами «Нужно сделать», «В работе» и «Сделано». Но столбцов может быть и больше, например, по количеству этапов в вашем проекте или на производстве, а их названия также могут меняться по усмотрению компании.

Все дела по умолчанию заносятся в первый столбец отдельной строкой или на отдельном стикере, карточке. Потом они перетаскиваются из одного в другой, пока, не попадут в последний столбец. Благодаря такому «перетаскиванию» можно легко отследить прогресс отдельного человека и всей команды.

13. Хронометраж

Экономист и автор книг по тайм-менеджменту Глеб Архангельский считает, что в основе планирования — понимание, где время расходуется эффективно, а где не очень. Архангельский предлагает планировать в три этапа.

• Зафиксировать. В течение нескольких недель раз в один-два часа фиксируйте выполненные задачи и время, которое понадобилось на их выполнение. Дела на две-три минуты можно опустить. Цель этапа — фиксация, стороннее наблюдение за собой.
• Найти важное. По прошествии этих недель отметьте в той же тетради, когда время было потрачено с пользой, когда можно было сделать задачу быстрее, а когда время пропало впустую.
• Планировать. Скорректируйте расписание и процесс работы на основе своей статистики.

14. Матрица Эйзенхауэра

Система ведения дел и приоритизации, которую придумал 34-й президент США Дуайт Эйзенхауэр в середине XX века. Все текущие и будущие дела распределяют по четырем категориям матрицы в зависимости от их срочности и важности. Матрицей сложно пользоваться постоянно, но можно периодически к ней возвращаться, если завалило работой и домашними делами. Вот как ей пользоваться.

• Важно и срочно — сделать. Это задачи с дедлайнами. Например, завершить проект для клиента, отправить черновик статьи, ответить на важные письма, забрать детей из школы. Если их не сделать, это чревато неприятными последствиями.
• Важные и несрочные — запланировать. Это дела без крайнего срока, которые, нужны для вашего роста. Например, сходить в спортзал, заняться изучением иностранного языка, пойти на нетворкинг-сессию. Такие дела нужно планировать заранее, чтобы не потерять.
• Неважные и срочные — делегировать. Рутина, которая не требует специфических навыков. Например, выложить посты в блог, приготовить еду, сделать рассылку для коллег, поставить одежду в стирку. Эти задачи стоит делегировать, чтобы освободить время для важных и срочных.
• Неважные и несрочные — удалить. Это занятия, которые не приносят пользы в работе и не помогают достигать цели. Например, листать ленту в соцсетях, играть в видеоигры, смотреть телевизор. Такие дела забирают много времени, поэтому их нужно контролировать или отказаться вовсе.

15. Тайм-менеджмент по хронотипу

Метод подойдет тем, кто хочет составить для себя идеальный распорядок дня. Кандидат медицинских наук и клинический психолог Майкл Бреус считает [12], что существует четыре хронотипа. У каждого из них свое идеальное время для пробуждения, пик продуктивности и режим сна:

• «Медведи». Им комфортно просыпаться с 7 до 11 утра, пик продуктивности приходится на период с 11 до 18 часов, а отход ко сну должен быть не позднее 23 часов.
• «Львы». Могут просыпаться без будильника с 5:30 до 10 утра, наиболее продуктивны с 10 до 17, уйти на боковую им лучше до 22:30.
• «Волки». Очень тяжело встают по утрам, их время с 7:30 до 12 часов, эффективно работают до 20 часов и легко уходят спать в 00:00.
• «Дельфины». Люди с беспокойным режимом сна, поэтому даже если они встают с 6 до 10, могут легко заснуть обратно. Чтобы уснуть к полуночи, им нужно убрать любые экраны за два часа до сна. Пик их активности — с 10 до 18 часов.

Бреус считает: если подстроить личное и рабочее расписание под собственные биоритмы, качество жизни станет намного лучше.

Приложения для управления временем

Эти приложения пригодятся, чтобы управлять задачами. Они подходят для большинства методов тайм-менеджмента из нашего списка.

• Focus To-Do — таймер Pomodoro и таск-менеджер одновременно.
• Trello — канбан-доска для личных нужд и работы в команде.
• Forest — таймер для телефона: пока вы не трогаете свой смартфон, на его экране растет дерево. Стоит вам разблокировать его в неположенное время, дерево погибает.
• Notion — база данных для хранения и систематизации практически любой входящей информации.
• Todoist — планировщик, который можно настроить под разные методы планирования, в том числе матрицу Эйзенхауэра.
• SingularityApp — таск-менеджер, который умеет переделывать письма из электронной почты в задачи.

Книги по тайм-менеджменту

Эти книги дополняют статью и раскроют техники подробнее.

• Тео Компернолле, «Освободи мозг: Что делать, когда слишком много дел».
• Дэвид Андерсон, «Канбан. Альтернативный путь в Agile».
• Максим Дорофеев, «Джедайские техники».
• Марк Форстер, «Сделай это завтра».
• Майкл Бреус, «Всегда вовремя».

Читайте также на РБК Трендах:

Источник