CPU调度

https://sunnyqjm.github.io/2018/06/29/os_03/

cpu调度:在就绪队列中有很多进程,如何从中选择下一个执行的进程。

不同环境的调度算法目标不同,因此需要针对不同环境来讨论调度算法。

1.批处理系统:没有太多的用户操作,在该系统中,调度算法目标是保证吞吐量和周转时间(从提交到终止的时间)。

先来先服务 first-come first-serverd(FCFS) :按照请求的顺序进行调度。

有利于长作业,但不利于短作业,因为短作业必须一直等待前面的长作业执行完毕才能执行,而长作业又需要执行很长时间,造成了短作业等待时间过长。

短作业优先 shortest job first(SJF) :按照估计运行时间最短的顺序进行调度。

长作业有可能会饿死,处于一直等待短作业执行完毕的状态。因为如果一直有短作业到来,那么长作业永远得不到调度。

最短剩余时间优先 shortest remaining time next(SRTN) :按照估计剩余时间最短的顺序进行调度。

2.交互式系统:有大量的用户交互操作,在该系统中调度算法的目标是快速地进行响应。

时间片轮转 Round Robin scheduling(RR):将所有就绪进程按 FCFS 的原则排成一个队列,每次调度时,把 CPU 时间分配给队首进程,该进程可以执行一个时间片。当时间片用完时,由计时器发出时钟中断,调度程序便停止该进程的执行,并将它送往就绪队列的末尾,同时继续把 CPU 时间分配给队首的进程。

轮转调度的效率问题:时间片的大小通常在10~100ms 

时间片太大 => 等同于FCFS;

时间片太小 => 上下文切换过于频繁。

优先级调度:为每个进程分配一个优先级,按优先级进行调度。

为了防止低优先级的进程永远等不到调度,可以随着时间的推移增加等待进程的优先级。

多级反馈队列:时间片轮转调度算法和优先级调度算法的结合。

一个进程需要执行 100 个时间片,如果采用时间片轮转调度算法,那么需要交换 100 次。多级队列是为这种需要连续执行多个时间片的进程考虑,它设置了多个队列,每个队列时间片大小都不同,例如 1,2,4,8,..。进程在第一个队列没执行完,就会被移到下一个队列。这种方式下,之前的进程只需要交换 7 次。每个队列优先权也不同,最上面的优先权最高。因此只有上一个队列没有进程在排队,才能调度当前队列上的进程。

3.实时系统:要求一个请求在一个确定时间内得到响应。

分为硬实时和软实时,前者必须满足绝对的截止时间,后者可以容忍一定的超时。

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