При реализации алгоритмов полностью стохастических задач, когда априорно неизвестно время обслуживания заявок, можно учесть среднее время обслуживания всей совокупности программ управляющей системы. Можно планировать использование простейших приоритетных дисциплин (s = 1): «первым пришел — первым обслужен», «последним пришел — первым обслужен», дисциплину со случайным выбором заявок из очереди.
В первую очередь бывает более выгодно получить решение (окончить обслуживание) задач, которые требуют малого времени работы ЭВМ. Подобный режим применяется в системах с разделением времени.
Если отсутствует информация о необходимом времени решения задач, которые поступают на вычислительный центр в случайные моменты времени, то рациональным бывает решение задач по частям, в течение небольших интервалов времени, называемых квантами. При данном подходе можно существенно сократить время ожидания заявок, требующих малой длительности обслуживания (реализации). Задачи, требующие длительного времени обслуживания, будут получать вычислительные ресурсы по частям и их обслуживание задержится.
Различают два основных типа систем обслуживания с квантованием по времени:
• циклическая дисциплина обслуживания;
• многоуровневая дисциплина обслуживания.
При циклической дисциплине обслуживания к процессору имеется одна очередь. Заявки, приходящие случайным образом, поступают в конец очереди, которая считается неограниченной. Каждой заявке отводится квант времени обслуживания . Заявка, обслуженная за , уходит из системы, а система приступает к обслуживанию следующей заявки, если в очереди есть хотя бы одна заявка. Если заявка оказалась за квант времени не обслуженной полностью, то ее обслуживание прерывается и она становится в конец очереди. Когда она повторно подойдет к процессору, ее обслуживание начнется с этапа, на котором оно было прервано. Время, ранее затраченное на обслуживание, не теряется, и обработка заявки с самого начала не повторяется. В крайнем случае, при циклическая дисциплина вырождается в простейшую.
Многоуровневая дисциплина обслуживания является логическим продолжением циклической дисциплины обслуживания, но число неограниченных очередей заявок . Каждая очередь имеет свой номер. Номер очереди соответствует определенному приоритету. Высший приоритет принадлежит наименьшему номеру.
Пусть новая заявка поступает в конец очереди с наименьшим номером, т. е. с наивысшим приоритетом. Когда она поступит в процессор, то будет обслуживаться в течение кванта времени. Если она оказалась не полностью обслуженной, то она пойдет в конец очереди с большим на единицу номером и поступит на дальнейшее обслуживание только тогда, когда дойдет ее очередь и не будет ни одной заявки в другой очереди с более высоким приоритетом.
Внутри данной очереди всегда соблюдается порядок «первым пришел — первым обслужен». Последняя очередь с номером имеет особенность: все ее заявки обрабатываются до конца, т. е. она обладает квантом неограниченной длительности. Для каждой очереди, вообще говоря, может быть свой квант обслуживания.