মাল্টিলেভেল কিউ ও মাল্টিলেভেল ফিডব্যাক কিউ শিডিউলিং

১ · মাল্টিলেভেল কিউ শিডিউলিং কী

মাল্টিলেভেল কিউ (Multilevel Queue)Multilevel Queue Schedulingরেডি কিউকে একাধিক আলাদা কিউতে ভাগ করা, যেখানে প্রতিটি কিউর নিজস্ব শিডিউলিং অ্যালগরিদম থাকে এবং কিউগুলোর মধ্যে একটি স্থির অগ্রাধিকার সম্পর্ক থাকে। হলো রেডি কিউকে প্রসেসের ক্যাটাগরি অনুযায়ী আলাদা আলাদা কিউতে ভাগ করে দেওয়া — যেমন ইন্টারঅ্যাকটিভ/ফোরগ্রাউন্ড প্রসেসের জন্য একটি কিউ, ব্যাচ/ব্যাকগ্রাউন্ড প্রসেসের জন্য আরেকটি। প্রতিটি কিউর নিজস্ব শিডিউলিং অ্যালগরিদম থাকতে পারে (যেমন ফোরগ্রাউন্ডে Round Robin, ব্যাকগ্রাউন্ডে FCFS), এবং কিউগুলোর মধ্যে একটি স্থির অগ্রাধিকার থাকে (যেমন ফোরগ্রাউন্ড সবসময় ব্যাকগ্রাউন্ডকে প্রিএম্পট করে) অথবা কিউগুলোর মধ্যে একটি নির্দিষ্ট সময়-বণ্টন থাকে। গুরুত্বপূর্ণ বিষয় — একটি প্রসেস একবার যে কিউতে বসানো হয়, সে সেখানেই স্থায়ীভাবে থাকে, কিউর মধ্যে কোনো সরাসরি চলাচল নেই।

২ · মাল্টিলেভেল ফিডব্যাক কিউ — অভিযোজিত সংস্করণ

মাল্টিলেভেল ফিডব্যাক কিউ (Multilevel Feedback Queue)Multilevel Feedback Queueএকটি প্রসেসকে তার পর্যবেক্ষিত আচরণের ভিত্তিতে বিভিন্ন কিউর মধ্যে সরানোর অনুমতি দেয় এমন একটি অভিযোজিত মাল্টিলেভেল কিউ স্কিম। উপরের সীমাবদ্ধতা দূর করে — একটি প্রসেস তার আচরণের ভিত্তিতে কিউর মধ্যে সরে যেতে পারে। যদি একটি প্রসেস তার সম্পূর্ণ time quantum ব্যবহার করেও শেষ না হয় (ইঙ্গিত দেয় এটি CPU-বাউন্ড), তাকে একটি নিম্ন-অগ্রাধিকার, দীর্ঘ-quantum কিউতে ডিমোট করা হয়। আর যদি একটি প্রসেস দ্রুত CPU ছেড়ে দেয় (I/O-এর জন্য, ইঙ্গিত দেয় এটি ইন্টারঅ্যাকটিভ/I/O-বাউন্ড), সে উচ্চ-অগ্রাধিকার কিউতেই থেকে যায় বা প্রমোট হয়। এভাবেই ফিডব্যাক কিউ L10-এর SJF-এর মতো ফলাফল অর্জন করে — ছোট/ইন্টারঅ্যাকটিভ কাজকে অগ্রাধিকার — কিন্তু বার্স্ট টাইম আগে থেকে না জেনেই, শুধু আচরণ পর্যবেক্ষণ করে। এটি একটি বাস্তব, ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত ডিজাইন — ঐতিহাসিকভাবে বেশ কিছু Unix শিডিউলার এই পদ্ধতি ব্যবহার করেছে।

৩ · একটি সিমুলেশন — ২-লেভেল ফিডব্যাক কিউ

নিচের কোড সেলে একটি সরল ২-লেভেল ফিডব্যাক কিউ সিমুলেট করা হয়েছে — সব প্রসেস শুরু হয় হাই-প্রায়োরিটি, ছোট-quantum কিউতে; কেউ যদি সেই quantum পুরোপুরি ব্যবহার করেও শেষ না হয়, তাকে লো-প্রায়োরিটি, লম্বা-quantum কিউতে ডিমোট করা হয়।

# ২-লেভেল মাল্টিলেভেল ফিডব্যাক কিউ -- toy in-memory ডেটা, real threads/processes নয়
high_quantum = 4
low_quantum = 8

processes = [
    ("P1", 3),   # (নাম, মোট বার্স্ট টাইম)
    ("P2", 6),
    ("P3", 10),
]

low_queue = []
finished = {}

print(f"--- রাউন্ড ১: হাই-প্রায়োরিটি কিউ (quantum = {high_quantum}) ---")
for name, remaining in processes:
    if remaining <= high_quantum:
        finished[name] = "high_queue (কখনও ডিমোট হয়নি)"
        print(f"{name}: বার্স্ট {remaining} <= quantum({high_quantum}) -> হাই কিউতেই সম্পন্ন")
    else:
        used = high_quantum
        left = remaining - used
        low_queue.append((name, left))
        print(f"{name}: বার্স্ট {remaining} > quantum({high_quantum}) -> পুরো quantum ব্যবহার, "
              f"ডিমোট হলো লো কিউতে, বাকি বার্স্ট {left}")

print(f"\n--- রাউন্ড ২: লো-প্রায়োরিটি কিউ (quantum = {low_quantum}) ---")
for name, remaining in low_queue:
    if remaining <= low_quantum:
        finished[name] = "low_queue (ডিমোটেড, এখানেই সম্পন্ন)"
        print(f"{name}: বাকি {remaining} <= quantum({low_quantum}) -> লো কিউতে সম্পন্ন")
    else:
        left = remaining - low_quantum
        finished[name] = "low_queue (এখনও চলছে)"
        print(f"{name}: quantum শেষ, আরও বাকি {left}, লো কিউতেই থাকবে")

print("\n--- চূড়ান্ত ফলাফল: কোন প্রসেস কোন কিউতে শেষ হলো ---")
for name, _ in processes:
    print(f"{name}: {finished[name]}")