处理机调度与死锁

进程调度算法

进程调度算法也称为CPU调度算法

当 CPU 空闲时，操作系统就选择内存中的某个「就绪状态」的进程，并给其分配 CPU。

调度算法影响的是等待时间（进程在就绪队列中等待调度的时间总和），而不能影响进程真在使用 CPU 的时间和 I/O 时间。

• 先来先服务调度算法
• 最短作业优先调度算法
• 高响应比优先调度算法
• 时间片轮转调度算法
• 最高优先级调度算法
• 多级反馈队列调度算法

先来先服务调度算法FCFS

每次从就绪队列选择最先进入队列的进程，然后一直运行，直到进程退出或被阻塞，才会继续从队列中选择第一个进程接着运行。

每次从就绪队列选择最先进入队列的进程，然后一直运行，直到进程退出或被阻塞，才会继续从队列中选择第一个进程接着运行。

平均等待时间 = 平均周转时间 - 运行时间

最短作业优先调度算法SJF

优先选取运行时间最短的作业，如果时间一样则先来先服务。有助于提高系统的吞吐量。

非抢占式：

等待时间 = 开始运行时间 - 到达时间

周转时间 = 运行结束时间 - 到达时间

平均等待时间 = 平均周转时间 - 运行时间

抢占式：

由于P2剩余进程时间是2个时间单位是要小于新来的P4进程4个时间单位的，因此先完成P2再去调度P4，而P1还剩5个时间单位，最后再调度。

先算出周转时间 = 运行结束时间 - 到达时间

再用周转时间 - 区间时间来算等待时间

最高优先级调度算法HPF

从就绪队列中选择最高优先级的进程进行运行

进程的优先级可以分为，静态优先级或动态优先级：

• 静态优先级：创建进程时候，就已经确定了优先级了，然后整个运行时间优先级都不会变化；
• 动态优先级：根据进程的动态变化调整优先级，比如如果进程运行时间增加，则降低其优先级，如果进程等待时间（就绪队列的等待时间）增加，则升高其优先级，也就是随着时间的推移增加等待进程的优先级。

先算出周转时间 = 运行结束时间

再用周转时间 - 区间时间来算等待时间

高响应比优先调度算法 HRRN

每次进行进程调度时，先计算「响应比优先级」，然后把「响应比优先级」最高的进程投入运行，「响应比优先级」的计算公式：权衡了短作业和长作业

时间片轮转调度算法RR

每个进程被分配一个时间段，称为时间片（Quantum），即允许该进程在该时间段中运行。

• 如果时间片用完，进程还在运行，那么将会把此进程从 CPU 释放出来，并把 CPU 分配另外一个进程；
• 如果该进程在时间片结束前阻塞或结束，则 CPU 立即进行切换；

通常时间片设为 20ms~50ms 通常是一个比较合理的折中值。

等待时间 = 周转时间（运行结束时间） - 运行时间

多级队列调度算法MFQ

多级反馈队列（Multilevel Feedback Queue）调度算法是「时间片轮转算法」和「最高优先级算法」的综合和发展。

顾名思义：

• 「多级」表示有多个队列，每个队列优先级从高到低，同时优先级越高时间片越短。
• 「反馈」表示如果有新的进程加入优先级高的队列时，立刻停止当前正在运行的进程，转而去运行优先级高的队列；

该算法很好的兼顾了长短作业，同时有较好的响应时间。