处理机调度

目录

调度的概念、层次

进程调度的时机、方式、切换与过程

调度器、闲逛进程

调度算法的评价指标

CPU利用率：​编辑

系统吞吐量：​编辑

周转时间：​编辑

等待时间：​编辑

响应时间： ​编辑

调度算法

先来先服务（FCFS）、短作业优先（SJF）、高响应比优先（HRRN）

时间片轮转调度算法（RR）、优先级调度算法、多级反馈队列调度算法

多级队列调度算法

调度的概念、层次

在操作系统中，调度是指操作系统按一定策略，从就绪队列中选择进程 / 线程，将 CPU 等资源分配给它，使其从就绪态转为运行态执行的过程。

进程调度的时机、方式、切换与过程

调度器、闲逛进程

调度时机：进程创建、进程退出、运行进程阻塞、I/O 中断发生（可能唤醒某些阻塞进程）......

调度算法的评价指标

CPU利用率：

系统吞吐量：

周转时间：

等待时间：

响应时间：

调度算法

先来先服务（FCFS）、短作业优先（SJF）、高响应比优先（HRRN）

FCFS 算法是每次调度的时候选择一个等待时间最长的作业（进程）为其服务。但是没有考虑到作业的运行时间，因此导致了对短作业不友好的问题。

SJF 算法是选择一个执行时间最短的作业为其服务，但是又完全不考虑各个作业的等待时间，因此导致了对长作业不友好的问题，甚至还会造成饥饿问题。

高响应比优先算法则既考虑到各个作业的等待时间，也能兼顾运行时间呢？

这几种算法主要关心对用户的公平性、平均周转时间、平均等待时间等评价系统整体性能的指标，但是不关心响应时间，也并不区分任务的紧急程度，因此对于用户来说，交互性很差。因此这三种算法一般适合于早期的批处理系统。

当然，FCFS算法也常结合其他的算法使用，在现在也扮演着很重要的角色。

时间片轮转调度算法（RR）、优先级调度算法、多级反馈队列调度算法

时间片的选择需要在响应时间和上下文切换开销之间取得平衡。

时间片太大接近于先来先服务（FCFS）算法。

如果一个长任务获得时间片并长时间执行，其他就绪任务必须等待更久才能获得CPU，导致交互式任务的响应时间显著增加。
轮转调度的初衷是让多个任务在较短时间内都能得到CPU服务，提高响应性。时间片过大就退化为近似批处理模式，无法实现快速轮流的效果。

时间片太小使得进程切换极其频繁。

上下文切换开销急剧增加，每次时间片用完都会发生一次进程切换，这本身需要CPU时间。如果时间片太小，大部分CPU时间可能浪费在切换上，而不是真正执行用户任务。
因为CPU有效利用率降低，导致系统在单位时间内完成的任务数减少，吞吐量下降。
对于长任务，会被频繁打断，虽然响应时间很短。其实际完成时间可能因切换开销而延长。

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。

多级反馈队列调度算法则是对其他算法的折中权衡。

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）。

多级队列调度算法

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