一,处理机调度:
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。
作用: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。
二,处理机调度的基本概念
作业进入系统驻留在外存的后备队列上,再至调入内存运行完毕,可能要经历下述三级调度。
1.高级调度(High Scheduling)
又称作业调度或长程调度(Long-Term Scheduling),接纳调度(Admission Scheduling)
主要在早期批处理阶段,处理在外存上的作业。 决定外存后备队列中的哪些作业调入内存; 为它们创建进程、分配必要的资 源; 将新创建的进程排在就绪队列上,准备执行。
2.中级调度(Intermediate-Level Scheduling)
又称交换调度或中程调度(Medium-Term Scheduling)
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再调入内存。
3.低级调度(Low Level Scheduling)
也称为进程调度、微观调度或短程调度(Short-Term Scheduling)
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。是最基本的一种调度,在三种基本OS中都有。
三,进程调度方式
1非抢占方式(Non-preemptive Mode)
一旦处理机分配给某进程,该进程一直执行。决不允许其他进程抢占已分配运行进程的处理机。
调度时机:程序完成; 发生某事件阻塞;
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,但在要求较严格的实时系统,不宜采用该方式
2抢占方式(Preemptive Mode)
允许调度程序根据某种原则,暂停某个正在执行的进程,将处理机重新分配给另一进程。
调度时机:程序完成; 发生某事件阻塞;新进程就绪;
特点:抢占的原则有很多种:优先权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。
四,进程调度算法
1、先来先服务调度算法FCFS
一种最简单的调度算法,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出让CPU。 (所以,默认即是非抢占方式)
不足:不利于短作业
2. 短作业(进程)优先调度算法SJF/SPF
优点: 通过上表可见采用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:1). 对短作业有利,但同时造成了对长作业的不利。
2).由于作业(进程)的长短含主观因素,不一定能真正做到短作业优先。
3).未考虑作业的紧迫程度,因而不能保证紧迫性作业(进程)的及时处理。
3. 高优先权优先调度算法HPF
照顾紧迫性作业,使其获得优先处理而引入调度算法。常用于批处理系统中的作业调度算法,以及多种操作系统中的进程调度算法
优先权的类型
静态优先权:创建进程时确定,整个运行期间保持不变。一般利用某一范围的一个整数来表示,又称为优先数。
动态优先权:创建进程时赋予的优先权可随进程的推进或随其等待时间的增加而改变。
4,高响应比优先调度算法HRRN
短作业优先算法是一种比较好的算法(相当于根据作业长度设定的静态优先权算法),适用于短作业较多的批处理系统中, 其主要不足是长作业的运行得不到保证。
HRRN为每个作业引入动态优先权,使作业的优先级随着等待时间的增加而以速率a提高:
优先权 =(等待时间+要求服务时间)/要求服务时间
= 响应时间 / 要求服务时间
5. 基于时间片的轮转调度算法RR
将系统中所有的就绪进程按照FCFS原则,排成一个队列。 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ms。 在一个时间片结束时,发生时钟中断。 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。
6,多级反馈队列算法FB
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依次降低。
2) 赋予各队列进程执行时间片大小不同, 优先权越高,时间片越短。
仅当优先权高的队列(如第一队列)空闲时,调度程序才调度第二队列中的进程运行;仅当第1~(i-1)队列均空时,才会调度第i队列中的进程运行。