Краткосрочное планирование процессов на предприятии — что это, как осуществляется

Планирование процессов

Я планов наших люблю громадьё.

Чем тщательнее мы планируем свою деятельность, тем меньше времени остается на ее осуществление.

Из анналов Госплана

Всякий раз, когда нам приходится иметь дело с ограниченным количеством ресурсов и несколькими их потребителями, будь то фонд заработной платы в трудовом коллективе или студенческая вечеринка с несколькими ящиками пива, мы вынуждены заниматься распределением наличных ресурсов между потребителями или, другими словами, планированием использования ресурсов. Такое планирование должно иметь четко поставленные цели (чего мы хотим добиться за счет распределения ресурсов) и алгоритмы, соответствующие целям и опирающиеся на параметры потребителей. Только при правильном выборе критериев и алгоритмов можно избежать таких вопросов, как: “Почему я получаю в десять раз меньше, чем мой шеф?” или “А где мое пиво?”. Настоящая лекция посвящена планированию исполнения процессов в мультипрограммных вычислительных системах или, иначе говоря, планированию процессов .

Уровни планирования

В первой лекции, рассматривая эволюцию компьютерных систем, мы говорили о двух видах планирования в вычислительных системах: планировании заданий и планировании использования процессора. Планирование заданий появилось в пакетных системах после того, как для хранения сформированных пакетов заданий начали использоваться магнитные диски. Магнитные диски, являясь устройствами прямого доступа, позволяют загружать задания в компьютер в произвольном порядке, а не только в том, в котором они были записаны на диск . Изменяя порядок загрузки заданий в вычислительную систему, можно повысить эффективность ее использования. Процедуру выбора очередного задания для загрузки в машину, т. е. для порождения соответствующего процесса, мы и назвали планированием заданий. Планирование использования процессора впервые возникает в мультипрограммных вычислительных системах, где в состоянии готовность могут одновременно находиться несколько процессов. Именно для процедуры выбора из них одного процесса, который получит процессор в свое распоряжение, т. е. будет переведен в состояние исполнение , мы использовали это словосочетание . Теперь, познакомившись с концепцией процессов в вычислительных системах, оба вида планирования мы будем рассматривать как различные уровни планирования процессов .

Планирование заданий используется в качестве долгосрочного планирования процессов . Оно отвечает за порождение новых процессов в системе, определяя ее степень мультипрограммирования , т. е. количество процессов, одновременно находящихся в ней. Если степень мультипрограммирования системы поддерживается постоянной, т. е. среднее количество процессов в компьютере не меняется, то новые процессы могут появляться только после завершения ранее загруженных. Поэтому долгосрочное планирование осуществляется достаточно редко, между появлением новых процессов могут проходить минуты и даже десятки минут. Решение о выборе для запуска того или иного процесса оказывает влияние на функционирование вычислительной системы на протяжении достаточно длительного времени. Отсюда и название этого уровня планирования – долгосрочное . В некоторых операционных системах долгосрочное планирование сведено к минимуму или отсутствует вовсе. Так, например, во многих интерактивных системах разделения времени порождение процесса происходит сразу после появления соответствующего запроса. Поддержание разумной степени мультипрограммирования осуществляется за счет ограничения количества пользователей, которые могут работать в системе, и особенностей человеческой психологии. Если между нажатием на клавишу и появлением символа на экране проходит 20–30 секунд, то многие пользователи предпочтут прекратить работу и продолжить ее, когда система будет менее загружена.

Планирование использования процессора применяется в качестве краткосрочного планирования процессов . Оно проводится, к примеру, при обращении исполняющегося процесса к устройствам ввода-вывода или просто по завершении определенного интервала времени. Поэтому краткосрочное планирование осуществляется, как правило, не реже одного раза в 100 миллисекунд. Выбор нового процесса для исполнения оказывает влияние на функционирование системы до наступления очередного аналогичного события, т. е. в течение короткого промежутка времени, чем и обусловлено название этого уровня планирования – краткосрочное .

В некоторых вычислительных системах бывает выгодно для повышения производительности временно удалить какой-либо частично выполнившийся процесс из оперативной памяти на диск, а позже вернуть его обратно для дальнейшего выполнения. Такая процедура в англоязычной литературе получила название swapping, что можно перевести на русский язык как “перекачка”, хотя в специальной литературе оно употребляется без перевода – свопинг. Когда и какой из процессов нужно перекачать на диск и вернуть обратно, решается дополнительным промежуточным уровнем планирования процессов – среднесрочным .

Критерии планирования и требования к алгоритмам

Для каждого уровня планирования процессов можно предложить много различных алгоритмов. Выбор конкретного алгоритма определяется классом задач, решаемых вычислительной системой, и целями, которых мы хотим достичь, используя планирование . К числу таких целей можно отнести следующие:

  • Справедливость – гарантировать каждому заданию или процессу определенную часть времени использования процессора в компьютерной системе, стараясь не допустить возникновения ситуации, когда процесс одного пользователя постоянно занимает процессор, в то время как процесс другого пользователя фактически не начинал выполняться.
  • Эффективность – постараться занять процессор на все 100% рабочего времени, не позволяя ему простаивать в ожидании процессов, готовых к исполнению. В реальных вычислительных системах загрузка процессора колеблется от 40 до 90%.
  • Сокращение полного времени выполнения ( turnaround time ) – обеспечить минимальное время между стартом процесса или постановкой задания в очередь для загрузки и его завершением.
  • Сокращение времени ожидания ( waiting time ) – сократить время, которое проводят процессы в состоянии готовность и задания в очереди для загрузки.
  • Сокращение времени отклика ( response time ) – минимизировать время, которое требуется процессу в интерактивных системах для ответа на запрос пользователя.

Независимо от поставленных целей планирования желательно также, чтобы алгоритмы обладали следующими свойствами.

  • Были предсказуемыми. Одно и то же задание должно выполняться приблизительно за одно и то же время. Применение алгоритма планирования не должно приводить, к примеру, к извлечению квадратного корня из 4 за сотые доли секунды при одном запуске и за несколько суток – при втором запуске.
  • Были связаны с минимальными накладными расходами. Если на каждые 100 миллисекунд, выделенные процессу для использования процессора, будет приходиться 200 миллисекунд на определение того, какой именно процесс получит процессор в свое распоряжение, и на переключение контекста, то такой алгоритм, очевидно, применять не стоит.
  • Равномерно загружали ресурсы вычислительной системы, отдавая предпочтение тем процессам, которые будут занимать малоиспользуемые ресурсы.
  • Обладали масштабируемостью, т. е. не сразу теряли работоспособность при увеличении нагрузки. Например, рост количества процессов в системе в два раза не должен приводить к увеличению полного времени выполнения процессов на порядок.

Многие из приведенных выше целей и свойств являются противоречивыми. Улучшая работу алгоритма с точки зрения одного критерия , мы ухудшаем ее с точки зрения другого. Приспосабливая алгоритм под один класс задач, мы тем самым дискриминируем задачи другого класса. “В одну телегу впрячь не можно коня и трепетную лань”. Ничего не поделаешь. Такова жизнь.

Электронная библиотека

Краткосрочное и долгосрочное планирование обеспечивает последовательное достижение целей предприятия и для организации успешного функционирования системы плани­рования необходимо создать следующие предпосылки:

1) кадровые, включающие готовность руководства управ­лять предприятием в рамках системы планирования на основе чет­ко сформулированных целей и принципов управления. Выбор це­лей и установление путей их достижения непосредст­венно входят в процесс планирования. Для успешного планирования требуются подготовленные специалисты-плановики, недостаток которых в современный период обнаружива­ется на большинстве российских предприятий;

2) организационные, т.е. дееспособная организация предпри­ятия. На предприятии необходим налаженный организационный механизм планирования. Органы управления и организационные единицы, образующие соответственно плановую и организацион­ную пирамиды, должны перекрывать друг друга. С точки зре­ния внешних факторов планирование предполагает прогнозирование рыночных условий, а с точки зрения внутренних фак­торов — согласованность работы всех подразделений предприятия. В целом планирование предполагает организационное единство предприятия;

3) методические, т.е. разработанная на предприятии система планов, установившаяся методика их разработки и опыт их приме­нения. Большинство предприятий самостоятельно разрабатывает плановую методическую документацию, включающую конкретные формы планов, сроки их утверждения и выполнения, средства контроля и пр. Применяются и общие методи­ческие документы, рекомендуемые чаще всего государственными органами, например, для получения малыми предприятиями льгот, предусмотренных законом, или банками в целях получения креди­тов;

4) информационные, т.е. наличие эффективного инструмента­рия для сбора, переработки и передачи планово-контрольной ин­формации. Это система управлен­ческого и финансового учета, прогнозно-аналитическая система, рекламно-социологическая служба, система электронной обработ­ки данных и пр.

Сложность планирования в условиях рыночной экономики усилена тем, что некоторые экономические процессы на макроуровне, например, кризисы, вызванные политиче­ской нестабильностью, частая смена правительства, финансовые потрясения и забас­товки — вообще не поддаются точному планированию. Кроме того, многие микроэкономические показатели, характеризующие рынок в це­лом, деятельность конкурентов, объемы спроса и пр., не обладают высокой достоверностью и точностью.

Организуя свой бизнес, предприниматели планируют свою деятельность с разработки бизнес-плана, позволяющего оце­нивать перспективу начатого дела и дать обоснование пред­принимательского проекта. Для большинства банков бизнес-план является обязательным документом для предоставления кредитов. Аналогичное требование выдвигает и Правительство Москвы при предоставлении льгот малым предприятиям. Этот план не имеет строго регламентированных временных границ. Для некоторых предприятий (Сбербанк России) бизнес-план является обязательной годовой формой управленческой дея­тельности, мало отличающейся от годового плана (в отличие от последнего бизнес-план необязательно составляется на начало ка­лендарного года). Чаще всего бизнес-план разрабатывается в связи с открытием предприятия или изменениями в его произ­водственной, сбытовой и прочей деятельности.

Горизонтом планирования называют тот временной отрезок (месяц, квартал, год и пр.), на который рассчитано выполнение планового задания. Выбор конкретного горизонта планирования зависит от многих факторов, основными из которых считаются следующие:

1. среднее время от появления идеи до ее внедрения — времен­ной цикл предпринимательского проекта;

2. продолжительность воздействия принимаемых решений на организацию, т.е. период связанности этими решениями;

3. степень предсказуемости будущего, т.е. в течение какого вре­мени можно прогнозировать устойчивое развитие проекта.

Поэтому в зависимости от горизонта планирования различают долго-, средне- и краткосрочное планирование. В большинстве американских и английских компаний используются пятилетние планы, а в Японии чаще встре­чаются трехлетние. Это связано с тем, что японские предприятия действуют в условиях большей неопределенности, а в США и Вели­кобритании горизонт планирования длиннее потому, что внешнее окружение компаний более стабильно и менее конкурентно. До начала 1990-х годов отечественные предприятия применяли планы с самыми разными горизонтами планирования. В насто­ящее время чаще всего применяется годовой план, как разновид­ность текущего (оперативного) планирования.

В зависимости от сроков действия, как и от горизонта планирования, различают долгосрочное (пер­спективное), средне- и краткосрочное планирование. Долгосрочный план, как правило, рассчитан на срок от 5 до 15 лет и предусматривает формирование перспективных целей предприятия, а также принятие решений, направленных на лучшее распределение его ресурсов на основе долгосрочных прогнозов. Этот вид планирования имеет два важных основания: внедрение новшеств и объединение инновационных стратегий подразделения предприятия. Примером долгосрочного планирования выступает генеральное целевое планирование, определяющее гене­ральные цели предприятия и к числу которых можно отнести поста­новку всех общих экономических и неэкономических задач пред­приятия. При целевом планировании определяются области дея­тельности, отраслевой профиль предприятия, важнейшие стоимостные цели (финансовые результаты, ликвидность) и социальные цели (соци­альное положение, модель поведения по отношению к персоналу, партнерам по бизнесу, государству, имидж предприятия), а также важнейшие ожидаемые результаты.

Еще одной разновидностью долгосрочного планирования явля­ется стратегический план предприятия, в котором намечены стратегиче­ские цели предприятия и основные ориентиры их достижения — планирование роста и развития предприятия, инно­вационное планирование. Стратегическое планирование включает три взаимосвязанные задачи: выработку миссии предприятия, представление миссии в виде долгосрочных и краткосрочных задач и выработку стратегии достижения поставленных целей. Формой долгосрочного планирования выступают также инвести­ционные проекты – планы капитальных вложений, направляемых на создание новых производственных мощностей или на модернизацию действующего производства. Иногда период, на который разрабаты­ваются такие проекты, совпадает со сроком службы создаваемых производственных мощностей. Фирмы также могут планировать портфельные инвестиции, механизм подготов­ки и принятия решений которых имеет свой инструментарий. Долгосрочный план может строиться по принципу согласова­ния нескольких среднесрочных, а также краткосрочных планов. При этом планы, рассчитанные на ближайшие годы деятельности предприятия, отличаются большей детализацией.

Среднесрочные планы разрабатываются на срок от 1 года до 5 лет. В сравнении с долгосрочными — эти планы более подробны, содержат больше количественных показателей и в них де­лают упор на распределение ресурсов. Объектами среднесрочного планирования являются организационная структура предприятия, производственные мощности, капитальные вложения, потребности в финансовых ресурсах, исследования, разработки и пр. В отечественной экономической практике среднесрочный план, как правило, входит составной частью в план перспектив­ный. Преимущество такого планирования заключается в том, что, во-первых, отделение стратегических планов от количественных проек­тировок позволяет вычленить стратегические вопросы, и, во-вторых, сокращение горизонта количественного плана придает большую достоверность долгосрочным проектам. Финансовое планирование на срок более 3 лет теряет значение, поскольку значительно возрастает неопределенность.

Краткосрочное планирование рассчитано на срок до 1 го­да (в том числе год, полгода, месяц и менее). Примером краткосроч­ного планирования служат план товарооборота, производственный план, план по труду, план движения запасов го­товой продукции и смета расходов. Краткосрочное планирование тесно связывает планы различ­ных партнеров и поставщиков и потому все эти планы либо согласовы­ваются, либо отдельные их моменты являются общими как для са­мой компании-производителя, так и для ее партнеров. Краткосрочное планирование выступает в форме текущих и оперативных (оперативно-производственных) планов.

В текущем плане увязаны все направления деятельности пред­приятия (производство, сбыт, исследования и разработки, снабже­ние, маркетинг, финансовый учет и пр.) и работы всех его струк­турных подразделений (филиалов, цехов, участков) на текущий финансовый год. Такие планы детально разрабатываются для каж­дого функционального подразделения в форме бюджетов, в которых для реа­лизации плановых задач выделяются определенные ресурсы. Со­вокупность бюджетов находит отражение в годовом финансовом плане, в котором планируются денежные потоки, прибыли и убытки, отражается со­стояние баланса предприятия.

Оперативные планы направлены на решение конкретных вопро­сов деятельности предприятия в краткосрочном периоде. Они име­ют более узкую направленность, высокую степень детализации и характе­ризуются большим разнообразием используемых приемов и мето­дов.

Срочно?
Закажи у профессионала, через форму заявки
8 (800) 100-77-13 с 7.00 до 22.00

Планирование процессов

Я планов наших люблю громадьё.

Чем тщательнее мы планируем свою деятельность, тем меньше времени остается на ее осуществление.

Из анналов Госплана

Всякий раз, когда нам приходится иметь дело с ограниченным количеством ресурсов и несколькими их потребителями, будь то фонд заработной платы в трудовом коллективе или студенческая вечеринка с несколькими ящиками пива, мы вынуждены заниматься распределением наличных ресурсов между потребителями или, другими словами, планированием использования ресурсов. Такое планирование должно иметь четко поставленные цели (чего мы хотим добиться за счет распределения ресурсов) и алгоритмы, соответствующие целям и опирающиеся на параметры потребителей. Только при правильном выборе критериев и алгоритмов можно избежать таких вопросов, как: “Почему я получаю в десять раз меньше, чем мой шеф?” или “А где мое пиво?”. Настоящая лекция посвящена планированию исполнения процессов в мультипрограммных вычислительных системах или, иначе говоря, планированию процессов .

Уровни планирования

В первой лекции, рассматривая эволюцию компьютерных систем, мы говорили о двух видах планирования в вычислительных системах: планировании заданий и планировании использования процессора. Планирование заданий появилось в пакетных системах после того, как для хранения сформированных пакетов заданий начали использоваться магнитные диски. Магнитные диски, являясь устройствами прямого доступа, позволяют загружать задания в компьютер в произвольном порядке, а не только в том, в котором они были записаны на диск . Изменяя порядок загрузки заданий в вычислительную систему, можно повысить эффективность ее использования. Процедуру выбора очередного задания для загрузки в машину, т. е. для порождения соответствующего процесса, мы и назвали планированием заданий. Планирование использования процессора впервые возникает в мультипрограммных вычислительных системах, где в состоянии готовность могут одновременно находиться несколько процессов. Именно для процедуры выбора из них одного процесса, который получит процессор в свое распоряжение, т. е. будет переведен в состояние исполнение , мы использовали это словосочетание . Теперь, познакомившись с концепцией процессов в вычислительных системах, оба вида планирования мы будем рассматривать как различные уровни планирования процессов .

Планирование заданий используется в качестве долгосрочного планирования процессов . Оно отвечает за порождение новых процессов в системе, определяя ее степень мультипрограммирования , т. е. количество процессов, одновременно находящихся в ней. Если степень мультипрограммирования системы поддерживается постоянной, т. е. среднее количество процессов в компьютере не меняется, то новые процессы могут появляться только после завершения ранее загруженных. Поэтому долгосрочное планирование осуществляется достаточно редко, между появлением новых процессов могут проходить минуты и даже десятки минут. Решение о выборе для запуска того или иного процесса оказывает влияние на функционирование вычислительной системы на протяжении достаточно длительного времени. Отсюда и название этого уровня планирования – долгосрочное . В некоторых операционных системах долгосрочное планирование сведено к минимуму или отсутствует вовсе. Так, например, во многих интерактивных системах разделения времени порождение процесса происходит сразу после появления соответствующего запроса. Поддержание разумной степени мультипрограммирования осуществляется за счет ограничения количества пользователей, которые могут работать в системе, и особенностей человеческой психологии. Если между нажатием на клавишу и появлением символа на экране проходит 20–30 секунд, то многие пользователи предпочтут прекратить работу и продолжить ее, когда система будет менее загружена.

Планирование использования процессора применяется в качестве краткосрочного планирования процессов . Оно проводится, к примеру, при обращении исполняющегося процесса к устройствам ввода-вывода или просто по завершении определенного интервала времени. Поэтому краткосрочное планирование осуществляется, как правило, не реже одного раза в 100 миллисекунд. Выбор нового процесса для исполнения оказывает влияние на функционирование системы до наступления очередного аналогичного события, т. е. в течение короткого промежутка времени, чем и обусловлено название этого уровня планирования – краткосрочное .

В некоторых вычислительных системах бывает выгодно для повышения производительности временно удалить какой-либо частично выполнившийся процесс из оперативной памяти на диск, а позже вернуть его обратно для дальнейшего выполнения. Такая процедура в англоязычной литературе получила название swapping, что можно перевести на русский язык как “перекачка”, хотя в специальной литературе оно употребляется без перевода – свопинг. Когда и какой из процессов нужно перекачать на диск и вернуть обратно, решается дополнительным промежуточным уровнем планирования процессов – среднесрочным .

Критерии планирования и требования к алгоритмам

Для каждого уровня планирования процессов можно предложить много различных алгоритмов. Выбор конкретного алгоритма определяется классом задач, решаемых вычислительной системой, и целями, которых мы хотим достичь, используя планирование . К числу таких целей можно отнести следующие:

  • Справедливость – гарантировать каждому заданию или процессу определенную часть времени использования процессора в компьютерной системе, стараясь не допустить возникновения ситуации, когда процесс одного пользователя постоянно занимает процессор, в то время как процесс другого пользователя фактически не начинал выполняться.
  • Эффективность – постараться занять процессор на все 100% рабочего времени, не позволяя ему простаивать в ожидании процессов, готовых к исполнению. В реальных вычислительных системах загрузка процессора колеблется от 40 до 90%.
  • Сокращение полного времени выполнения ( turnaround time ) – обеспечить минимальное время между стартом процесса или постановкой задания в очередь для загрузки и его завершением.
  • Сокращение времени ожидания ( waiting time ) – сократить время, которое проводят процессы в состоянии готовность и задания в очереди для загрузки.
  • Сокращение времени отклика ( response time ) – минимизировать время, которое требуется процессу в интерактивных системах для ответа на запрос пользователя.

Независимо от поставленных целей планирования желательно также, чтобы алгоритмы обладали следующими свойствами.

  • Были предсказуемыми. Одно и то же задание должно выполняться приблизительно за одно и то же время. Применение алгоритма планирования не должно приводить, к примеру, к извлечению квадратного корня из 4 за сотые доли секунды при одном запуске и за несколько суток – при втором запуске.
  • Были связаны с минимальными накладными расходами. Если на каждые 100 миллисекунд, выделенные процессу для использования процессора, будет приходиться 200 миллисекунд на определение того, какой именно процесс получит процессор в свое распоряжение, и на переключение контекста, то такой алгоритм, очевидно, применять не стоит.
  • Равномерно загружали ресурсы вычислительной системы, отдавая предпочтение тем процессам, которые будут занимать малоиспользуемые ресурсы.
  • Обладали масштабируемостью, т. е. не сразу теряли работоспособность при увеличении нагрузки. Например, рост количества процессов в системе в два раза не должен приводить к увеличению полного времени выполнения процессов на порядок.

Многие из приведенных выше целей и свойств являются противоречивыми. Улучшая работу алгоритма с точки зрения одного критерия , мы ухудшаем ее с точки зрения другого. Приспосабливая алгоритм под один класс задач, мы тем самым дискриминируем задачи другого класса. “В одну телегу впрячь не можно коня и трепетную лань”. Ничего не поделаешь. Такова жизнь.

Ссылка на основную публикацию