この記事は検証可能な参考文献や出典が全く示されていないか、不十分です。出典を追加して記事の信頼性向上にご協力ください。（このテンプレートの使い方）
出典検索?: "スケジューリング" ? ニュース ・ 書籍 ・ スカラー ・ CiNii ・ J-STAGE ・ NDL ・ dlib.jp ・ ジャパンサーチ ・ TWL（2021年6月）

計算機科学においてスケジューリング（英: scheduling）は、スレッドやプロセスやデータの流れについて、システム資源（例えば、プロセッサ時間、通信帯域など）へのアクセスを与える方法である。システムを効果的に負荷分散するため、あるいはターゲットの Quality of Service を保証するためになされる。スケジューリングアルゴリズムは、マルチタスク（同時に複数のプロセスを実行）や多重化（複数のデータの流れを同時に転送）の発展とともに進化してきた。

スケジューラの主な関心事は以下の通りである。

スループット - 単位時間ごとに実行完了するプロセスの総数

レイテンシ

ターンアラウンド - プロセスの発行から完了までの総時間

応答時間 - 要求を送ってから最初の応答が生成されるまでにかかる時間


公平さ/待ち時間 - 各プロセスに平等にCPU時間を割り当てること（またより一般的には、各プロセスの優先度に応じた適切な時間）

スループットを最大化し、レイテンシを最小化するのがスケジューリングの目標である。しかし実際にはこれらの目標は同時に満たすのが難しく、スケジューラは適当なところで妥協した実装とすることが多い。ユーザーのニーズと目的によって上記のいずれかに力点を置く。

ファクトリーオートメーションのための組み込みシステム（例えば産業用ロボット）などのリアルタイム環境では、スケジューラがプロセスの時間制限（デッドライン）を満たすことを保証する必要がある。これは、システムの安定性を保つ上で重要である。

@media screen{.mw-parser-output .fix-domain{border-bottom:dashed 1px}}近年[いつ?]では消費電力を考慮したローパワースケジューリングの研究が盛んに行われている。
スケジューラの分類

スケジューラは3種類に分類される。「長期スケジューラ」、「中期スケジューラ」、「短期スケジューラ」である。名称が示唆するとおり、その機能が実行される頻度が異なる。スケジューラは、システムに次に入れるべきジョブを決定し、次の実行すべきプロセスを決定する。
長期スケジューラ

長期スケジューラはジョブやプロセスを実行可能キューに載せるかどうかを決定する。つまり、あるプログラムを実行しようとしたとき、それを実行可能なプロセス群にすぐに追加するか、それとも遅延させるかを長期スケジューラが決定するのである。この種のスケジューラはシステム上で実行すべきプロセス群を決定し、ある時点の並列性の度合いをも決定すると言える。つまり、同時並行的に実行すべきプロセス群を決め、I/Oバウンドなプロセス群とCPUバウンドなプロセス群の比率を決める（I/Oバウンドなプロセスとは記憶媒体すなわちディスクやメモリの入出力待ちとなることが多いプロセスを意味し、CPUバウンドなプロセスとは計算処理主体のプロセスを意味する）。一般的なパーソナルコンピュータなどでは長期スケジューラは存在せず、プロセスは生成されると自動的に実行可能状態となる。しかし、RTOSなどのリアルタイムシステムでは長期スケジューラが重要であり、応答時間の保証のために同時並行的に実行するプロセス数を制限するなどの機能によって、より確実な制御がなされる[1]。

長期スケジューラはバッチ処理システム、コンピュータ・クラスター、スーパーコンピュータ、レンダーファームなどの大規模システムでも重要である。その場合、専用のジョブ管理システムが長期スケジューラの役目を果たす。

なお、「長期スケジューラ」という用語で別の機能を表す場合もある。プロセスの優先度を自動的に変化させて平等性を確保する場合、CPUバウンドなプロセスは徐々に優先度が下げられ、最終的には最低優先度となる。そのようなプロセスは他に高優先度のプロセスが存在する限り、ディスパッチされないことになってしまう。そのため、実行可能状態でありながら長期間実行されていないプロセスの優先度を上げる処理が定期的に実行される。これを長期スケジューラと呼ぶ場合がある。
中期スケジューラ

中期スケジューラは仮想記憶方式のシステムに必ず存在し、プロセスを主記憶から二次記憶（ディスクなど）に一時的に退避したり、その逆に二次記憶から主記憶にプロセスを戻したりする。このような処理を「スワップアウト」および「スワップイン」と呼ぶ。中期スケジューラは、長期間ブロックされているプロセスや優先度の低いプロセス、頻繁にページフォールトの発生するプロセスや大量のメモリを確保しているプロセスなどをスワップアウトして主記憶を他のプロセスのために空ける。また、主記憶に余裕が生じたときやブロックされていたプロセスが起動した場合などに、スワップアウトされていたプロセスをスワップインする[2]。

多くのシステムではスワップアウトが発生する前にページ置換アルゴリズムが働いて主記憶の空き容量を増やそうとする。そのため、中期スケジューラはある意味で長期スケジューラとも呼べるような位置づけとなっている。ページ置換は一般に特定のプロセスの使用している全メモリを一度に解放するような動作はせず、システム全体で使用頻度の低いページをターゲットとする。そのように置換されて対応する物理メモリのなくなった仮想ページへのアクセスはページフォールトを発生し、例外処理の延長でページインが行われる。実際、スワップアウトが発生するほどメモリ容量が逼迫する状況では、システムは設計段階で予定されていた性能を発揮できない可能性が高く、なるべくページ置換で済むようにメモリ負荷の事前予測を立てるのが通例である。
短期スケジューラ

短期スケジューラ（またはCPUスケジューラ）は、実行可能状態でメモリ上にあるプロセス群の中で次に実行すべき（CPUを割り当てるべき）プロセスを決定する。そのタイミングとしては、クロック割り込み、I/O割り込み、システムコール、その他の何らかの契機がある。従って、短期スケジューラは長期/中期スケジューラよりも頻繁にスケジューリングを行っている。少なくともタイムスライス毎にスケジューリング処理が行われる可能性があり、その間隔は非常に短い。プリエンプティブなスケジューラでは、プロセスを切り替える必要があると判断したときには強制的にディスパッチを行う。一方、非プリエンプティブなスケジューラでは強制的にディスパッチすることはなく、実行中のプロセスが何らかの資源を待つためにブロックするかプログラム上明示的にプロセッサを明け渡したときだけディスパッチを行う[3]。
ディスパッチャ

CPUのスケジューリング機能に関わるもう1つのコンポーネントとしてディスパッチャがある。ディスパッチャは短期スケジューラが選択したプロセスにCPUの制御を与えるモジュールである。次のようなことを行う。

コンテキストスイッチ

ユーザーモードへの切り換え

プログラムの実行再開のための正しい位置へCPUをジャンプさせる。

プロセスを切り換える際に必ず実行されるので、ディスパッチャは性能が重視される。ディスパッチャがあるプロセスを一時停止させ、別のプロセスを実行再開させるのにかかる時間を「ディスパッチ・レイテンシ」と呼ぶ。
スケジューリングアルゴリズム

スケジューリングアルゴリズムは、ポリシーに従って同時かつ非同期に要求されるリソースを分配するアルゴリズムである。スレッドやプロセスにCPU時間を分配するスケジューリングアルゴリズムだけでなく、パケットのトラフィックを制御するルーターのスケジューリングアルゴリズム、ハードディスクへのリード/ライト要求に関するスケジューリングアルゴリズム、プリンターのスプーリングのスケジューリングアルゴリズムなどがある。

スケジューリングアルゴリズムの主要な目的は、リソーススタベーションを無くし、リソースの使用者間で公平さを保証することである。スケジューリングは、未処理の要求のどれに資源を割り当てるかを決定する。様々なスケジューリングアルゴリズムがあり、以下ではその一部を紹介する。
FIFO詳細は「FIFO」を参照

FIFOは最も単純なスケジューリングアルゴリズムで、実行可能キューにプロセスが到着した順番にプロセスをキューイングし、先頭から順に実行する。FCFS (First-Come, First-Served) とも。