操作系统之优先级调度 - 最高优先级调度

操作系统之优先级调度 - 最高优先级调度

一、简述

优先级调度的含义:

(1)当该算法用于作业调度时,系统从后备作业队列中选择若干个优先级最高的,且系统能满足资源要求的作业装入内存运行。

(2)当该算法用于进程调度时,将把处理机分配给就绪进程队列中优先级最高的进程。

调度算法的两种方式:

  1. 非抢占式优先级算法:在这种调度方式下,系统一旦把处理机分配给就绪队列中优先级最高的进程后,该进程就能一直执行下去,直至完成;或因等待某事件的发生使该进程不得不放弃处理机时,系统才能将处理机分配给另一个优先级高的就绪进程。
  2. 抢占式优先级调度算法:在这种调度方式下,进程调度程序把处理机分配给当时优先级最高的就绪进程,使之执行。一旦出现了另一个优先级更高的就绪进程时,进程调度程序就停止正在执行的进程,将处理机分配给新出现的优先级最高的就绪进程。

二、例题

​ 在道数不受限制的多道程序系统中,作业进入系统的后备队列时立即进行作业调度。现有4个作业进入系统,有关信息为:

作业名 提交时刻(进入后备队列时刻) 运行时间(执行时间/min) 优先数(数值越大,优先级越高)
p1 8:00 60 1
p2 8:30 50 2
p3 8:40 30 4
p4 8:50 10 3

答:

作业名 提交时刻 运行时间 开始时刻 完成时刻 周转时间 带权周转时间
p1 8:00 60 (1) (2) (9) (13)
p2 8:30 50 (3) (4) (10) (14)
p3 8:40 30 (5) (6) (11) (15)
p4 8:50 10 (7) (8) (12) (16)

平均周转时间T = ?

平均带权周转时间T = ?


1、非抢占式

原则:系统一旦把处理机分配给就绪队列中优先级最高的进程后,该进程就能一直执行下去,直至完成。

  • 四个作业内,优先级依次从大到小依次为:p3 > p4 > p2 > p1

  • 解题:

    1. 8:00时刻只有p1进入了,所以先执行p1,从8:00开始执行,执行60,到9:00时刻,p1执行完成;
      • 所以(1)填下8:00(3)填下8:30
    2. 9:00时刻p2、p3、p4都进入了系统,但是优先级p3 > p4 > p2,所有p3先执行,从9:00开始执行,执行30,到9:30时刻,p3执行完成;
      • 所以(3)填写9:00(4)填写9:30
    3. 9:30时刻,此时系统中存在作业为p2、p4,但是优先级p4 > p2;所以p4先执行,从9:30开始执行,执行10,到9:40时刻,p4执行完成;
      • 所以(5)填写9:30(6)填写9:40
    4. 9:40时刻,此时系统内只存在作业p2,所以执行p2,从9:40开始执行,执行50,到10:30时刻,p2执行完成;
      • 所以(7)填写9:40(8)填写10:30
  • 依据下列公式计算-对应表格为

    作业名 提交时刻 运行时间 开始时刻 完成时刻 周转时间 带权周转时间
    p1 8:00 60 8:00 9:00 60 1
    p2 8:30 50 9:40 10:30 120 120 / 50 = 2.4
    p3 8:40 30 9:00 9:30 50 50 / 30 = 1.7
    p4 8:50 10 9:30 9:40 50 5

    平均周转时间T = (60+120+50+50)div 4 = 70

    平均带权周转时间T = (1+2.4+1.7+5)div 4 = 2.525 = 2.6

2、抢占式

原则:这种调度方式下,进程调度程序把处理机分配给当时优先级最高的就绪进程,使之执行。一旦出现了另一个优先级更高的就绪进程时,进程调度程序就停止正在执行的进程,将处理机分配给新出现的优先级最高的就绪进程

  • 四个作业内,优先级依次从大到小依次为:p3 > p4 > p2 > p1

  • 解题:

    1. 8:00时刻只有p1进入了,所以先执行p1,从8:00开始执行,执行到8:30时刻,p2进入了,所以被p2抢占了,8:30开始p2开始执行,执行到8:40时刻,p3进入了,所以又被p3抢占了,由于p3的优先级最高,它不会被抢占,会一直执行下去,直达执行完成,所以8:50开始,p3开始执行,执行30,到10:20时刻执行完成,此时p3执行完成;
      • 所以(1)填下8:00(3)填下8:30(5)填下8:40(6)空填下10:20
      • 在10:20时刻:p1剩余30p2剩余40p4也进入了剩余10
    2. 10:20时刻p1、p2、p3、p4都进入了系统,但是p3执行完成了,此时剩余作业的优先级p4 > p2 > p1且没有剩余未进入的作业,则接下来按优先级顺序执行,且不会被抢占,因为依次执行的顺序是从优先级高的到优先级低的,所有p4先执行,从10:20开始执行,执行10,到10:30时刻,p4执行完成;
    • 所以(7)填写10:20(8)填写10:30
    1. 10:30时刻,此时系统中存在作业为p1、p2,但是优先级p2 > p1;所以p2先执行,从10:30开始执行,执行40,到10:40时刻,p2执行完成;
      • 所以(4)填写11:10
    2. 11:10时刻,此时系统内只存在作业p1,所以执行p1,从11:10开始执行,执行30,到11:40时刻,p1执行完成;
      • 所以(2)填写9:40
  • 依据下列公式计算-对应表格为

    作业名 提交时刻 运行时间 开始时刻 完成时刻 周转时间 带权周转时间
    p1 8:00 60 8:00 11:40 220 220/60
    p2 8:30 50 8:40 11:10 160 160/50
    p3 8:40 30 8:40 10:20 100 100/30
    p4 8:50 10 10:20 10:30 100 10

    平均周转时间T = (220+160+100+100)div 4 =

    平均带权周转时间T = (220/60+160/50+100/30+10)div 4 =

三、公式

  1. 完成时刻 = 开始时刻 + 运行时间
  2. 周转时间 = 完成时间 - 到达时间(进入时间 / 提交时刻)
  3. 带权周转时间 = 周转时间 / 运行时间

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