计算机操作系统-进程的调度算法

绝地灬酷狼 2024-02-17 22:49 24阅读 0赞

先声明下：

引入进程：为了描述和实现多个程序的并发执行，以改善资源利用率，即提高系统的吞吐量

引入线程：减少程序并发执行时系统所付出的额外开销，使操作系统具有更好的并发性

进程的调度是进程并发控制的关键环节之一。

为了使计算机系统内的多个进程协调，高效的执行，并且最大限度的提高系统的资源利用率（比如处理器，I/O，内存，寄存器等）。我们必须在系统的若干进程中选择出哪些进程先执行，哪些后执行，并且被选到的进程应该执行多长时间，何时进行进程切换，何时让新进程获得处理机等操作。

为了解决以上问题，我们需要一个好的调度算法，来满足计算机系统的要求。

该算法需要满足以下条件：

1、防止进程长期不能获得调度

2、尽量提高处理机的利用率

3、提高系统的吞吐量

4、尽量减少进程的响应时间

注释：

系统的吞吐量：单位时间内系统执行的作业数，常用来评价系统的性能

按照调度的层次，分为长程调度，中程调度，短程调度以及I/O调度。

长程调度：它为被调度作业或用户程序创建进程，分配必要的系统资源，并将新创建的进程差劲就绪队列，等待短程调度和中程调度。

短程调度：决定就绪队列中哪个进程将获得处理机

中程调度：它是对换功能的一部分，当内存不足时，换出一个进程到外存；内存充足，换入一个进程进来

下面介绍几种经典的调度算法

1、时间片轮转调度法

系统给每个就绪的进程分配一个时间片，当某就绪进程获得主机时，允许它执行一个时间片的时间。若进程未执行完，强行剥夺其处理器使用权，将该进程插入到就绪队列的队尾。

适用：分时系统及事物处理系统

合理的时间片：能让80%左右的进程在一个时间片内完成

对于短的，计算性的进程有利，但不适合i/o型的进程

改进方法：将i/o阻塞事件的进程单独组织一个就绪队列

2、先来先服务（FCFS）

先来的进程先执行，并且不会被剥夺处理器的使用权，一直等进程执行完，再执行下一个

3、基于优先级的调度算法

为每个进程定义一个优先级，优先级越高，则先处理。

优先级的确定由：进程完成功能的重要性，急迫性，均衡系统资源的使用等等

可以设置为：静态优先级和动态优先级

动态优先级的两种调度算法：

1、剩余时间最短者优先

2、响应比高者优先

4、短进程优先

该算法 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。

该算法虽可获得较好的调度性能，但难以准确地知道下一个CPU执行期，而只能根据每一个进程的执行历史来预测。

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