Γιατί είναι σημαντικό για τον προγραμματιστή να διακρίνει προγράμματα που συνδέονται με το IO από προγράμματα που συνδέονται με την CPU;

Ο προγραμματιστής πρέπει να διακρίνει προγράμματα I/O-Bound από προγράμματα που συνδέονται με την CPU, επειδή έχουν θεμελιωδώς διαφορετικές ανάγκες και συμπεριφορές πόρων και η αντιμετώπισή τους οδηγεί σε αναποτελεσματική αξιοποίηση του συστήματος. Εδώ είναι γιατί:

* Χρήση πόρων: Τα προγράμματα που συνδέονται με την CPU καταναλώνουν συνεχώς κύκλους CPU. Τα προγράμματα I/O-Bound, από την άλλη πλευρά, ξοδεύουν ένα σημαντικό μέρος του χρόνου τους περιμένοντας να ολοκληρωθούν οι λειτουργίες I/O (π.χ. πρόσβαση δίσκου, δικτύων). Εάν ο προγραμματιστής δεν διαφοροποιηθεί, μπορεί να κατανείμει ίσο χρόνο και στους δύο, οδηγώντας σε υποεκτίμηση της CPU, ενώ το πρόγραμμα I/O-Bound περιμένει. Ένας έξυπνος προγραμματιστής μπορεί να μεταβεί σε διαφορετικό πρόγραμμα CPU κατά τη διάρκεια του χρόνου αναμονής I/O, μεγιστοποιώντας τη χρήση της CPU.

* Ανταπόκριση και δικαιοσύνη: Ένα σύστημα με μόνο προγράμματα που συνδέονται με την CPU που εκτελούνται μπορεί να μην ανταποκριθούν επειδή κανένα άλλο πρόγραμμα δεν έχει την ευκαιρία να εκτελεστεί. Εάν ένα πρόγραμμα I/O-Bound έχει προτεραιότητα στην ομοίως, θα μπορούσε να διαμορφώσει την CPU ενώ περιμένει I/O, επηρεάζοντας τη συνολική ανταπόκριση του συστήματος. Η διάκριση επιτρέπει τον δίκαιο προγραμματισμό, εξασφαλίζοντας ότι τα προγράμματα που συνδέονται με την I/O έχουν την ευκαιρία να ολοκληρώσουν τις λειτουργίες I/O χωρίς να καθυστερούν αδικαιολόγητα άλλα προγράμματα.

* Διακίνηση: Αναγνωρίζοντας τους χρόνους αναμονής εισόδου/εξόδου, ο προγραμματιστής μπορεί να βελτιώσει σημαντικά τη συνολική απόδοση του συστήματος. Αντί να αφήσει έναν πυρήνα της CPU να καθίσει σε αδράνεια ενώ μια διαδικασία που συνδέεται με I/O περιμένει, ο προγραμματιστής μπορεί να αλλάξει σε μια άλλη έτοιμη διαδικασία, ειδικά μια CPU που συνδέεται με την CPU. Αυτό μεγιστοποιεί τον αριθμό των εργασιών που ολοκληρώθηκαν ανά μονάδα χρόνου.

* Προβλεπιμότητα και απόδοση: Η γνώση της φύσης μιας διαδικασίας (δεσμευμένη σε I/O ή CPU) επιτρέπει πιο εξελιγμένους αλγόριθμους προγραμματισμού. Για παράδειγμα, ένας προγραμματιστής μπορεί να χρησιμοποιήσει ένα μικρότερο χρονικό διάστημα για τις εργασίες που συνδέονται με την CPU για να τους εμποδίσουν να μονοπωλήσουν την CPU, επιτρέποντας παράλληλα μεγαλύτερη ποσότητα για εργασίες που συνδέονται με I/O για να αποφευχθούν υπερβολικά εναέρια μεταγωγή περιβάλλοντος. Αυτό οδηγεί σε πιο προβλέψιμες και συνεπείς επιδόσεις.

Εν ολίγοις, η διάκριση μεταξύ προγραμμάτων που συνδέονται με I/O και CPU επιτρέπει στον προγραμματιστή να βελτιστοποιήσει την κατανομή των πόρων, να βελτιώσει την ανταπόκριση του συστήματος, να ενισχύσει τη διακίνηση και να επιτύχει καλύτερη συνολική απόδοση του συστήματος. Χωρίς αυτή τη διάκριση, το σύστημα θα ήταν πολύ λιγότερο αποτελεσματικό και δυνητικά μη ανταποκρινόμενο.