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進(jìn)程的調(diào)度算法

2018-03-14 14:33:51 csdn  點(diǎn)擊量: 評論 (0)
今天我們來說一說操作系統(tǒng)中進(jìn)程的調(diào)度算法。 1 先來先服務(wù) (FCFS,first come first served)在所有調(diào)度算法中,最簡單的是非搶占式
 今天我們來說一說操作系統(tǒng)中進(jìn)程的調(diào)度算法。
        
        1.先來先服務(wù) (FCFS,first come first served) 
            
        在所有調(diào)度算法中,最簡單的是非搶占式的FCFS算法。 
        
        算法原理:進(jìn)程按照它們請求CPU的順序使用CPU.就像你買東西去排隊(duì),誰第一個排,誰就先被執(zhí)行,在它執(zhí)行的過程中,不會中斷它。當(dāng)其他人也想進(jìn)入內(nèi)存被執(zhí)行,就要排隊(duì)等著,如果在執(zhí)行過程中出現(xiàn)一些事,他現(xiàn)在不想排隊(duì)了,下一個排隊(duì)的就補(bǔ)上。此時如果他又想排隊(duì)了,只能站到隊(duì)尾去。 
算法優(yōu)點(diǎn):易于理解且實(shí)現(xiàn)簡單,只需要一個隊(duì)列(FIFO),且相當(dāng)公平 
算法缺點(diǎn):比較有利于長進(jìn)程,而不利于短進(jìn)程,有利于CPU 繁忙的進(jìn)程,而不利于I/O 繁忙的進(jìn)程。

 

        2.最短作業(yè)優(yōu)先(SJF, Shortest Job First)

      短作業(yè)優(yōu)先(SJF, Shortest Job First)又稱為“短進(jìn)程優(yōu)先”SPN(Shortest Process Next);這是對FCFS算法的改進(jìn),其目標(biāo)是減少平均周轉(zhuǎn)時間。 

        算法原理:對預(yù)計執(zhí)行時間短的進(jìn)程優(yōu)先分派處理機(jī)。通常后來的短進(jìn)程不搶先正在執(zhí)行的進(jìn)程。 

        算法優(yōu)點(diǎn):相比FCFS 算法,該算法可改善平均周轉(zhuǎn)時間和平均帶權(quán)周轉(zhuǎn)時間,縮短進(jìn)程的等待時間,提高系統(tǒng)的吞吐量。 

        算法缺點(diǎn):對長進(jìn)程非常不利,可能長時間得不到執(zhí)行,且未能依據(jù)進(jìn)程的緊迫程度來劃分執(zhí)行的優(yōu)先級,以及難以準(zhǔn)確估計進(jìn)程的執(zhí)行時間,從而影響調(diào)度性能。

        最高響應(yīng)比優(yōu)先法(HRRN,Highest Response Ratio Next)是對FCFS方式和SJF方式的一種綜合平衡。

        算法原理響應(yīng)比R定義如下: R =(W+T)/T = 1+W/T 

        其中T為該作業(yè)估計需要的執(zhí)行時間,W為作業(yè)在后備狀態(tài)隊(duì)列中的等待時間。每當(dāng)要進(jìn)行作業(yè)調(diào)度時,系統(tǒng)計算每個作業(yè)的響應(yīng)比,選擇其中R最大者投入執(zhí)行。 

        算法優(yōu)點(diǎn):由于長作業(yè)也有機(jī)會投入運(yùn)行,在同一時間內(nèi)處理的作業(yè)數(shù)顯然要少于SJF法,從而采用HRRN方式時其吞吐量將小于采用SJF 法時的吞吐量。 

 

        算法缺點(diǎn)

     時間片輪轉(zhuǎn)算法(RR,Round-Robin) 

        該算法采用剝奪策略。時間片輪轉(zhuǎn)調(diào)度是一種最古老,最簡單,最公平且使用最廣的算法,又稱RR調(diào)度。每個進(jìn)程被分配一個時間段,稱作它的時間片,即該進(jìn)程允許運(yùn)行的時間。 

        算法原理:讓就緒進(jìn)程以FCFS 的方式按時間片輪流使用CPU 的調(diào)度方式,即將系統(tǒng)中所有的就緒進(jìn)程按照FCFS 原則,排成一個隊(duì)列,每次調(diào)度時將CPU 分派給隊(duì)首進(jìn)程,讓其執(zhí)行一個時間片,時間片的長度從幾個ms 到幾百ms。在一個時間片結(jié)束時,發(fā)生時鐘中斷,調(diào)度程序據(jù)此暫停當(dāng)前進(jìn)程的執(zhí)行,將其送到就緒隊(duì)列的末尾,并通過上下文切換執(zhí)行當(dāng)前的隊(duì)首進(jìn)程,進(jìn)程可以未使用完一個時間片,就出讓CPU(如阻塞)。 

        算法優(yōu)點(diǎn):時間片輪轉(zhuǎn)調(diào)度算法的特點(diǎn)是簡單易行、平均響應(yīng)時間短。 

        算法缺點(diǎn):不利于處理緊急作業(yè)。在時間片輪轉(zhuǎn)算法中,時間片的大小對系統(tǒng)性能的影響很大,因此時間片的大小應(yīng)選擇恰當(dāng) 
怎樣確定時間片的大小:

        時間片大小的確定 
        1.系統(tǒng)對響應(yīng)時間的要求 
        2.就緒隊(duì)列中進(jìn)程的數(shù)目 

        3.系統(tǒng)的處理能力

        5.多級反饋隊(duì)列(Multilevel Feedback Queue) 

         多級反饋隊(duì)列調(diào)度算法是一種CPU處理機(jī)調(diào)度算法,UNIX操作系統(tǒng)采取的便是這種調(diào)度算法。 

        多級反饋隊(duì)列調(diào)度算法描述: 

   1、進(jìn)程在進(jìn)入待調(diào)度的隊(duì)列等待時,首先進(jìn)入優(yōu)先級最高的Q1等待。 
   2、首先調(diào)度優(yōu)先級高的隊(duì)列中的進(jìn)程。若高優(yōu)先級中隊(duì)列中已沒有調(diào)度的進(jìn)程,則調(diào)度次優(yōu)先級隊(duì)列中的進(jìn)程。例如:Q1,Q2,Q3三個隊(duì)列,只有在Q1中沒有進(jìn)程等待時才去調(diào)度Q2,同理,只有Q1,Q2都為空時才會去調(diào)度Q3。 
   3、對于同一個隊(duì)列中的各個進(jìn)程,按照時間片輪轉(zhuǎn)法調(diào)度。比如Q1隊(duì)列的時間片為N,那么Q1中的作業(yè)在經(jīng)歷了N個時間片后若還沒有完成,則進(jìn)入Q2隊(duì)列等待,若Q2的時間片用完后作業(yè)還不能完成,一直進(jìn)入下一級隊(duì)列,直至完成。 
   4、在低優(yōu)先級的隊(duì)列中的進(jìn)程在運(yùn)行時,又有新到達(dá)的作業(yè),那么在運(yùn)行完這個時間片后,CPU馬上分配給新到達(dá)的作業(yè)(搶占式)。 
   在多級反饋隊(duì)列調(diào)度算法中,如果規(guī)定第一個隊(duì)列的時間片略大于多數(shù)人機(jī)交互所需之處理時間時,便能夠較好的滿足各種類型用戶的需要。

 
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責(zé)任編輯:售電衡衡

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