进程调度算法

Posted 2020-09-12 爱你爱自己

调度算法是指：根据系统的资源分配策略所规定的资源分配算法。

  1. 先来先服务调度算法。先来先服务（FCFS）调度算法是一种最简单的调度算法，该算法既可用于作业调度， 也可用于进程调度。FCFS算法比较有利于长作业（进程），而不利于短作业（进程）。由此可知，本算法适合于CPU繁忙型作业， 而不利于I/O繁忙型的作业（进程）。 

  2. 短作业（进程）优先调度算法。短作业（进程）优先调度算法（SJ/PF）是指对短作业或短进程优先调度的算法，该算法既可用于作业调度， 也可用于进程调度。但其对长作业不利；不能保证紧迫性作业（进程）被及时处理；作业的长短只是被估算出来的。

 

 

周转时间=完成时间中-到达时间；    带权周转时间=周转时间/服务时间；

采用SJ(P)F算法后，不论是平均周转时间还是平均带权周转时间，都有较明显的改善，尤其是对短作业D，其周转时间由原来的(用FCFS算法时)11 降为3；而平均带权周转时间是从5.5降到1.5。这说明SJF调度算法能有效地降低作业的平均等待时间，提高系统吞吐量

 

—优先权调度算法

 

—1) 非抢占式优先权算法

— 系统一旦把处理机分配给就绪队列中优先权最高的进程后，该进程便一直执行下去，直至完成或因某事件使该进程放弃处理机时，系统方可再将处理机分配给另一优先权更高的进程。这种调度算法主要用于批处理系统中；也可用于某些对实时性要求不严的实时系统中。

—2) 抢占式优先权调度算法（重要）

— 系统把处理机分配给优先权最高的进程，使之执行。但在其执行期间，只要又出现了另一个其优先权更高的进程，进程调度程序就立即停止当前进程的执行，重新将处理机分配给新到的优先权最高的进程；显然，这种抢占式的优先权调度算法能更好地满足紧迫作业的要求，故而常用于要求比较严格的实时系统中，以及对性能要求较高的批处理和分时系统中。

 

 

 基于时间片的轮转调度算法

 

—1．时间片轮转法

—1) 基本原理

— 系统能在给定的时间内响应所有用户的请求。

—2) 时间片大小的确定

— 很小的时间片有利于短作业，能较快完成，但是会频繁地发生中断、进程上下文的切换，从而增加系统开销；反之，时间片太长，每个进程都可以在一个时间片内完成，该算法便退化为FCFS算法，无法满足交互式用户的需求。所以，要选择一个合适的时间片，较为可取的是时间片的略大于一次典型的几乎所需要的时间。

 

2．多级反馈队列调度算法（重要）

 

— 多级反馈队列调度算法不必事先知道各种进程所需的执行时间，而且还可以满足各种类型进程的需要，因而它是目前被公认的一种较好的进程调度算法。

—调度算法的实施过程如下所述

—(1) 应设置多个就绪队列，并为各个队列赋予不同的优先级

— (2) 当一个新进程进入内存后，首先将它放入第一队列的末尾，按FCFS原则排队等待调度

— (3) 仅当第一队列空闲时，调度程序才调度第二队列中的进程运行；仅当第1～(i-1)队列均空时，才会调度第i队列中的进程运行

 

 

—多级反馈队列调度算法具有较好的性能，能很好地满足各种类型用户的需要

—(1) 终端型作业用户

—(2) 短批处理作业用户

—(3) 长批处理作业用户

 

 

调度算法是指：根据系统的资源分配策略所规定的资源分配算法。

1. 先来先服务

 

  1. 先来先服务调度算法。先来先服务（FCFS）调度算法是一种最简单的调度算法，该算法既可用于作业调度， 也可用于进程调度。FCFS算法比较有利于长作业（进程），而不利于短作业（进程）。由此可知，本算法适合于CPU繁忙型作业， 而不利于I/O繁忙型的作业（进程）。

2. 短进程优先调度算法

 

  2. 短作业（进程）优先调度算法。短作业（进程）优先调度算法（SJ/PF）是指对短作业或短进程优先调度的算法，该算法既可用于作业调度， 也可用于进程调度。但其对长作业不利；不能保证紧迫性作业（进程）被及时处理；作业的长短只是被估算出来的。

3. 高优先权优先调度算法

  1. 优先权调度算法的类型。为了照顾紧迫性作业，使之进入系统后便获得优先处理，引入了最高优先权优先（FPF）调度算法。 此算法常被用在批处理系统中，作为作业调度算法，也作为多种操作系统中的进程调度，还可以用于实时系统中。当其用于作业调度， 将后备队列中若干个优先权最高的作业装入内存。当其用于进程调度时，把处理机分配给就绪队列中优先权最高的进程，此时， 又可以进一步把该算法分成以下两种：
    1)非抢占式优先权算法
    2)抢占式优先权调度算法（高性能计算机操作系统）
  2. 优先权类型 。对于最高优先权优先调度算法，其核心在于：它是使用静态优先权还是动态优先权， 以及如何确定进程的优先权。 
  3. 高响应比优先调度算法 
    为了弥补短作业优先算法的不足，我们引入动态优先权，使作业的优先等级随着等待时间的增加而以速率a提高。 该优先权变化规律可描述为：优先权=（等待时间+要求服务时间）/要求服务时间；即 =（响应时间）/要求服务时间

4. 基于时间片的轮转调度算法

  1. 时间片轮转法。时间片轮转法一般用于进程调度，每次调度，把CPU分配队首进程，并令其执行一个时间片。 当执行的时间片用完时，由一个记时器发出一个时钟中断请求，该进程被停止，并被送往就绪队列末尾；依次循环。   2. 多级反馈队列调度算法 多级反馈队列调度算法多级反馈队列调度算法，不必事先知道各种进程所需要执行的时间，它是目前被公认的一种较好的进程调度算法。 其实施过程如下：
    1) 设置多个就绪队列，并为各个队列赋予不同的优先级。在优先权越高的队列中， 为每个进程所规定的执行时间片就越小。
    2) 当一个新进程进入内存后，首先放入第一队列的末尾，按FCFS原则排队等候调度。 如果他能在一个时间片中完成，便可撤离；如果未完成，就转入第二队列的末尾，在同样等待调度…… 如此下去，当一个长作业（进程）从第一队列依次将到第n队列（最后队列）后，便按第n队列时间片轮转运行。
    3) 仅当第一队列空闲时，调度程序才调度第二队列中的进程运行；仅当第1到第（i-1）队列空时， 才会调度第i队列中的进程运行，并执行相应的时间片轮转。
    4) 如果处理机正在处理第i队列中某进程，又有新进程进入优先权较高的队列， 则此新队列抢占正在运行的处理机，并把正在运行的进程放在第i队列的队尾。