处理机调度与基本算法

处理机调度：在多道程序环境下，动态的把处理机分配给就绪队列中的一个进程使之执行
提高处理机的利用率、改善系统性能，很大程度上取决于处理机调度的性能

分配的任务由处理机调度程序完成

三种调度方式
1.高级调度：
又称作业调度或长程调度、接纳调度

接纳多少作业取决于多道程序度
接纳那些作业取决于采用的调度算法

批处理系统：作业进入系统后先驻留外存，故需要有作业调度
分时系统：为及时响应，作业由终端直接送入内存，故不需要作业调度
实时系统中，通常也不需要作业调度

2.低级调度
也称进程调度、微观调度或短程调度
决定内存就绪队列中的哪个进程获得处理机，进行分配工作（最基本的一种调度，在三种基本OS中都有）
进程调度方式

进程调度方式的比较
非抢占方式：调度的时机：1.程序完成2.发生某时间阻塞
特点：实现简单，系统开销小，功能也简单，适用于大多数批处理os，但在要求严格的实时系统，不宜采用该方式
抢占方式：调度的时机：1.程序完成3.发生某件事阻塞3.新进程就绪
特点：抢占的原则有多种，优先级高的可以抢占优先级低的进程的处理机，短作业进程可以抢占长作业进程的处理机，各进程按时间片运行，一个时间片用完时重新进行调度”

3.中级调度
又称交换调度或中程调度
引入目的：提高内存利用率和系统吞吐量
根据条件将一些进程调出或在调入内存

进程调度（低级调度）：运行效率最高，算法不能太复杂

作业调度（高级调度）：一个作业运行完毕退出系统时即触发重新调度一个新作业入内存，周期较长，花费时间较多
中级调度：运行频率基本上介于上述两种调度之间

面向用户：
CPU执行用时Ts
总的等待时间Tw=在后备队列中等待+就绪队列上等待+阻塞队列中等待（等待i/o操作用时）

周转时间T=Ts+Tw
带权周转时间W=T/Ts
平均周转时间

平均带权周转时间

面向系统
系统吞吐量高：批处理系统的重要指标

处理机利用率好
各类资源的平衡利用

不同系统需求各有侧重

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常用调度算法：

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1.先来先到服务调度算法FCFS
按先后顺序进行调度，既可用于作业调度，也可用于进程调度

按照作业提交，或进程变为就绪状态的先后次序分派CPU
新作业只有当当前作业或进程执行完或阻塞才获得CPU运行
被唤醒的作业或进程不立即恢复执行，通常等到当前作业或进程让出CPU（所以，默认即是非抢占方式）
不利于短作业

2.短作业（进程）优先调度算法SJF/SPF
优点：采用SJF/SPF算法，平均周转时间、平均带权周转时间都有明显改善。
SJF/SPF调度算法能有效的降低作业的平均等待时间，提高系统吞吐量

不足：

高优先权优先调度算法HPF
1.非抢占式优先权算法
2.抢占式优先权算法 关键点：新作业产生时

进程类型：一般来说，系统进程高于用户进程
根据进程对资源的需求：如进程的估计时间及内存需求量的多少，对要求少的进程赋予较高优先权
用户要求：由用户进程的紧迫程度及用户所付费用的多少来确定优先权

高响应比优先调度算法：


t+5/5 t+600/600

基于时间片的轮转调度算法RR:
分时系统新需求：及时响应用户的请求；
采用基于时间片的轮转式进程调度算法

1.将系统中所有的就绪进程按照FCFS原则，排成一个队列
2.每次调度时将CPU分派给队首进程，让其执行一个时间片，时间片的长度从几个ms到几百个ms
3.在一个时间片结束时，发生时钟中断
4.调度程序据此暂停当前进程的执行，将其送到就绪队列的末尾，并通过上下文切换执行当前就绪的队首进程

影响时间片长度的主要因素:
系统的处理能力和系统的负载状态

（2）多级反馈队列算法FB
特点：多个就绪队列，循环反馈，动态优先级、时间片轮转
1）设置多个就绪队列，各队列有不同的优先级，优先级从第一个队列逐渐降低
2）赋予各队列进程执行时间片大小相同，优先权越高，时间片越短。