操作系统：七种进程调度算法

 

前提知识（衡量各个算法时使用其作为指标）：TT——周转时间(turn around time) 、ATT——平均周转时间(average turn around time) 、RT——响应时间(response time)。

 

一、先来先服务（FCFS）算法：

算法：把处理机分配给最先进入就绪队列的进程。

优点：易于实现。

缺点：表面上公平，服务质量不佳 、对短进程不利；所以该算法很少作为进程调度主算法，常常作为一种辅助调度算法。

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二、最短CPU运行期优先调度算法：

算法：从就绪队列中选出“下一个CPU执行期”最短的进程，为之分配处理机使之执行。

优点：可获得较好的调度性能。

缺点： 进程的CPU执行期难以准确得到（仅根据执行历史来预测）、对长进程不利。

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三、最高响应比优先调度算法：

算法：响应比=（等待时间+要求的服务时间）/要求的服务时间 ，每次选取响应比最高的进程调度。

优点：对短进程有利，并且考虑了等待时间。

缺点：计算响应比有一定的系统开销。

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四、优先级调度算法：

算法：将CPU分配给就绪队列中优先级最高的进程

静态优先级：在进程创建时确立，确定后运行期间保持不变。

• 确立依据有：进程的类型、进程对资源的需求、用户申请的优先级
• 优点：简单。
• 缺点：不能动态反映进程特点，系统调度性能差。

动态优先级：进程在开始创建时，根据某种原则确定一个优先级后，随着进程执行时间的变化，其优先级不断地进行动态调整。（个人理解：这种机制有点像高中生物里的负反馈调节，运行产生的结果反过来抑制这种运行，维持了一种动态的平衡；譬如：抗利尿激素的作用机制。）

• 确定依据：根据进程占有的CPU时间的长短来决定，占有时间越长优先级越低；根据进程等待CPU的时间来决定，时间越长优先级越高。
• 优点：克服了静态优先级的缺点。
• 缺点：需付出一定系统开销。

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五、时间片轮转调度算法：（个人理解：在先进先出原则上对于分时执行的一种妥协。）

算法：通常用在分时系统，它轮流地调度系统中所有就绪进程，使就绪进程依次获得一个时间片的运行时间(记为q)。系统为就绪队列中的每一个进程分配一个时间片，在使用完一个时间片后即使进程还没有运行完毕，也要强迫其释放处理机，让给另一个进程使用。它自己则返回到就绪队列末尾，排队等待下一次调度的到来。q的大小不仅影响CPU的利用率，也影响平均周转时间。

时间片长短确定遵循原则——既要保证系统各个用户进程及时地得到响应，又不要由于时间片太 短而增加调度的开销，降低系统的效率。

• 太大：无异于先来先服务。
• 太小：调度程序频率上升，系统耗费在调度上的时间增加，真正运行用户程序的时间减少。

进程执行时可能发生的三种情况：

• 进程未用完一个时间片便结束，这时系统应提前进行调度。
• 进程在执行过程中提出I/O请求而阻塞，系统应将它放入相应的阻塞队列并重新调度。
• 进程用完一个时间片后尚未完成。系统应将它重新放到就绪队列的末尾，等待下次执行。

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六、前后台调度算法：

算法：该方法用在批处理和分时相结合的系统中。将分时用户作业放在前台，把批处理作业放在后台。系统对前台作业按照时间片轮转法进行调度，仅当前台无作业时，才把处理机分配给后台作业的进程。后台进程通常按先来先服务方式运行。

优点：使分时用户进程得到及时响应，又提高了系统资源的利用率。

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七、多级反馈队列轮转算法： 

• 系统设置多个不同优先级的就绪队列，每次调度总是先调度优先级高的队列，仅当该队列空时，才调度次高优先级队列。它是时间片调度算法与先来先服务调度算法的结合。实行这种调度算法时，系统维持多个就绪队列。每个就绪队列具有不同的调度级别可以获得不同长度 的时间片。
• 通常进程刚被创建时和因请求I/O未用完时间片的进程由阻塞状态再次转换为就绪状态时，排在最高优先级队列。
• 在这个队列中运行2-3个时间片未完成的进程排列下一个较低优先级队列。
• 不论什么时候，只要较高优先级队列有进程进入，立即转进程调度，及时调度较高优先级队列进程。  

优点：能较好地满足各类作业的用户要求，既能使分时用户作业得到满意的响应，又能使批处理用户的作业获得较合理的周转时间。

个人理解：

• 相当于进一步动态细化划分了优先级，使得规划更加合理，兼顾了分时和批处理的特点。
• 尤为优先级的原因，使得有先后的排序，在这里使用时间片对其进行补偿调配，使得整体更加合理。
• 从整体来看是基于负反馈的优先级时间片补偿机制。

 

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