时间片轮转（RR）优先级调度算法以及多级反馈队列调度算法

Posted 2022-12-28 bfhonor

一、调度算法

（一）时间片轮转（RR, Round-Robin）

• 例题：各进程到达就绪队列的时间、需要的运行时间如下表所示。使用时间片轮转调度算法，分析时间片大小分别是2、5时的进程运行情况。
• 常用于分时操作系统，更注重“响应时间”，因而此处不计算周转时间

1. 时间片大小为2

2. 时间片大小为5

• 如果时间片太大，使得每个进程都可以在一个时间片内就完成，则时间片轮转调度算法退化为先来先服务调度算法，并且会增大进程响应时间。因此时间片不能太大。
• 另一方面，进程调度、切换是有时间代价的（保存、恢复运行环境），因此如果时间片太小，会导致进程切换过于频繁，系统会花大量的时间来处理进程切换，从而导致实际用于进程执行的时间比例减少。可见时间片也不能太少
  

（二）优先级调度算法

1. 非抢占式优先级调度算法

• 例题：各进程到达就绪队列的时间、需要的运行时间、进程优先数如下表所示。使用非抢占式的优先级调度算法，分析进程运行情况。（注：优先数越大，优先级越高）
  
• 例题：各进程到达就绪队列的时间、需要的运行时间、进程优先数如下表所示。使用抢占式的优先级调度算法，分析进程运行情况。（注：优先数越大，优先级越高）

2. 抢占式优先级调度算法

• 例题：各进程到达就绪队列的时间、需要的运行时间、进程优先数如下表所示。使用抢占式的优先级调度算法，分析进程运行情况。（注：优先数越大，优先级越高）
  
• 就绪队列未必只有一个，可以按照不同优先级来组织。另外，也可以把优先级高的进程排在更靠近队头的位置。
• 根据优先级是否可以动态改变，可将优先级分为静态优先级和动态优先级两种。
  ①、 静态优先级 ：创建进程时确定，之后一直不变。
  ②、 动态优先级 ：创建进程时有一个初始值，之后会根据情况动态地调整优先级。
• I/O设备和CPU可以并行工作。如果优先让I/O繁忙型进程优先运行的话，则越有可能让I/O设备尽早地投入工作，则资源利用率、系统吞吐量都会得到提升
  
  

（三）思考

• FCFS算法的优点是公平。
• SJF 算法的优点是能尽快处理完短作业，平均等待/周转时间等参数很优秀。
• 时间片轮转调度算法可以让各个进程得到及时的响应。
• 优先级调度算法可以灵活地调整各种进程被服务的机会。
• 能否对其他算法做个折中权衡？得到一个综合表现优秀平衡的算法呢？【多级反馈队列调度算法】

（四）多级反馈队列

• 例题：各进程到达就绪队列的时间、需要的运行时间如下表所示。使用多级反馈队列调度算法，分析进程运行的过程。
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• 注：比起早期的批处理操作系统来说，由于计算机造价大幅降低，因此之后出现的交互式操作系统（包括分时操作系统、实时操作系统等）更注重系统的响应时间、公平性、平衡性等指标。而这几种算法恰好也能较好地满足交互式系统的需求。因此这三种算法适合用于交互式系统。（比如UNIX使用的就是多级反馈队列调度算法）