操作系统常见的调度算法

调度算法是指:根据系统的资源分配策略所规定的资源分配算法,如任务A在执行完后,选择哪个任务来执行,使得某个因素(如进程总执行时间,或者磁盘寻道时间等)最小。对于不同的系统目标,通常采用不同的调度算法。
几个常用的操作系统进程调度算法

一、先来先服务和短作业(进程)优先调度算法

1 先来先服务(队列)

先来先服务(FCFS)调度算法是一种最简单的调度算法,该算法既可用于作业调度,也可用于进程调度。当在作业调度中采用该算法时,每次调度都是从后备作业队列中选择一个或多个最先进入该队列的作业,将它们调入内存,为它们分配资源、创建进程,然后放入就绪队列。在进程调度中采用FCFS算法时,则每次调度是从就绪队列中选择一个最先进入该队列的进程,为之分配处理机,使之投入运行。该进程一直运行到完成或发生某事件而阻塞后才放弃处理机。
缺点:比较有利于长作业,而不利于短作业。 有利于CPU繁忙的作业,而不利于I/O繁忙的作业。

2 最短优先(优先队列)

最短优先调度算法是指对短作业或短进程优先调度的算法。它们可以分别用于作业调度和进程调度。短作业优先(SJF)的调度算法是从后备队列中选择一个或若干个估计运行时间最短的作业,将它们调入内存运行。而短进程优先(SPF)调度算法则是从就绪队列中选出一个估计运行时间最短的进程,将处理机分配给它,使它立即执行并一直执行到完成,或发生某事件而被阻塞放弃处理机时再重新调度。
缺点:长作业的运行得不到保证

2 高优先权优先调度算法

2.1 优先权调度算法的类型

为了照顾紧迫型作业,使之在进入系统后便获得优先处理,引入了最高优先权优先(FPF)调度算法。此算法常被用于批处理系统中,作为作业调度算法,也作为多种操作系统中的进程调度算法,还可用于实时系统中。当把该算法用于作业调度时,系统将从后备队列中选择若干个优先权最高的作业装入内存。当用于进程调度时,该算法是把处理机分配给就绪队列中优先权最高的进程,这时,又可进一步把该算法分成如下两种。
1) 非抢占式优先权算法
在这种方式下,系统一旦把处理机分配给就绪队列中优先权最高的进程后,该进程便一直执行下去,直至完成;或因发生某事件使该进程放弃处理机时,系统方可再将处理机重新分配给另一优先权最高的进程。这种调度算法主要用于批处理系统中;也可用于某些对实时性要求不严的实时系统中。
2) 抢占式优先权调度算法
在这种方式下,系统同样是把处理机分配给优先权最高的进程,使之执行。但在其执行期间,只要又出现了另一个其优先权更高的进程,进程调度程序就立即停止当前进程(原优先权最高的进程)的执行,重新将处理机分配给新到的优先权最高的进程。因此,在采用这种调度算法时,是每当系统中出现一个新的就绪进程i 时,就将其优先权Pi与正在执行的进程j 的优先权Pj进行比较。如果Pi≤Pj,原进程Pj便继续执行;但如果是Pi>Pj,则立即停止Pj的执行,做进程切换,使i 进程投入执行。显然,这种抢占式的优先权调度算法能更好地满足紧迫作业的要求,故而常用于要求比较严格的实时系统中,以及对性能要求较高的批处理和分时系统中。

2.高响应比优先调度算法

在批处理系统中,短作业优先算法是一种比较好的算法,其主要的不足之处是长作业的运行得不到保证。如果我们能为每个作业引入前面所述的动态优先权,并使作业的优先级随着等待时间的增加而以速率a 提高,则长作业在等待一定的时间后,必然有机会分配到处理机。该优先权的变化规律可描述为:

由于等待时间与服务时间之和就是系统对该作业的响应时间,故该优先权又相当于响应比RP。据此,又可表示为:


由上式可以看出:

(1) 如果作业的等待时间相同,则要求服务的时间愈短,其优先权愈高,因而该算法有利于短作业。

(2) 当要求服务的时间相同时,作业的优先权决定于其等待时间,等待时间愈长,其优先权愈高,因而它实现的是先来先服务。

(3) 对于长作业,作业的优先级可以随等待时间的增加而提高,当其等待时间足够长时,其优先级便可升到很高,从而也可获得处理机。简言之,该算法既照顾了短作业,又考虑了作业到达的先后次序,不会使长作业长期得不到服务。因此,该算法实现了一种较好的折衷。当然,在利用该算法时,每要进行调度之前,都须先做响应比的计算,这会增加系统开销。

三、基于时间片的轮转调度算法

1.时间片轮转法

1) 基本原理

在早期的时间片轮转法中,系统将所有的就绪进程按先来先服务的原则排成一个队列,每次调度时,把CPU 分配给队首进程,并令其执行一个时间片。时间片的大小从几ms 到几百ms。当执行的时间片用完时,由一个计时器发出时钟中断请求,调度程序便据此信号来停止该进程的执行,并将它送往就绪队列的末尾;然后,再把处理机分配给就绪队列中新的队首进程,同时也让它执行一个时间片。这样就可以保证就绪队列中的所有进程在一给定的时间内均能获得一时间片的处理机执行时间。换言之,系统能在给定的时间内响应所有用户的请求。

2.多级反馈队列调度算法

前面介绍的各种用作进程调度的算法都有一定的局限性。如短进程优先的调度算法,仅照顾了短进程而忽略了长进程,而且如果并未指明进程的长度,则短进程优先和基于进程长度的抢占式调度算法都将无法使用。而多级反馈队列调度算法则不必事先知道各种进程所需的执行时间,而且还可以满足各种类型进程的需要,因而它是目前被公认的一种较好的进程调度算法。在采用多级反馈队列调度算法的系统中,调度算法的实施过程如下所述。

(1) 应设置多个就绪队列,并为各个队列赋予不同的优先级。第一个队列的优先级最高,第二个队列次之,其余各队列的优先权逐个降低。该算法赋予各个队列中进程执行时间片的大小也各不相同,在优先权愈高的队列中,为每个进程所规定的执行时间片就愈小。例如,第二个队列的时间片要比第一个队列的时间片长一倍,……,第i+1个队列的时间片要比第i个队列的时间片长一倍。

(2) 当一个新进程进入内存后,首先将它放入第一队列的末尾,按FCFS原则排队等待调度。当轮到该进程执行时,如它能在该时间片内完成,便可准备撤离系统;如果它在一个时间片结束时尚未完成,调度程序便将该进程转入第二队列的末尾,再同样地按FCFS原则等待调度执行;如果它在第二队列中运行一个时间片后仍未完成,再依次将它放入第三队列,……,如此下去,当一个长作业(进程)从第一队列依次降到第n队列后,在第n队列便采取按时间片轮转的方式运行。

(3) 仅当第一队列空闲时,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。如果处理机正在第i队列中为某进程服务时,又有新进程进入优先权较高的队列(第1~(i-1)中的任何一个队列),则此时新进程将抢占正在运行进程的处理机,即由调度程序把正在运行的进程放回到第i队列的末尾,把处理机分配给新到的高优先权进程。

时间: 2024-12-21 01:08:01

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常见进程调度算法 轮转调度算法(RR).优先级调度算法.多队列调度算法.多级反馈队列调度算法.保证调度算法.公平分享调度算法. 1 轮转调度算法(RR) (1)原理:在轮转法中,系统将所有的就绪进程按先来先服务(FIFC)策略排成一个就绪队列.系统可设置每隔一定时间便产生一次中断,去激活进程调度程序进行调度,把CPU分配给队首进程,并令其执行一个时间片.当它运行完毕后,又把处理机分配给就绪队列中新的队首进程,也让它执行一个时间片.这样,就保证就绪队列中的所有进程在确定的时间段内,都能获得一个时间

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常见进程调度算法 一.先来先服务和短作业(进程)优先调度算法 1.先来先服务调度算法 先来先服务(FCFS)调度算法是一种最简单的调度算法,该算法既可用于作业调度,也可用于进程调度.当在作业调度中采用该算法时,每次调度都是从后备作业队列中选择一个或多个最先进入该队列的作业,将它们调入内存,为它们分配资源.创建进程,然后放入就绪队列.在进程调度中采用FCFS算法时,则每次调度是从就绪队列中选择一个最先进入该队列的进程,为之分配处理机,使之投入运行.该进程一直运行到完成或发生某事件而阻塞后才放弃处理

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一.先来先服务调度算法 先来先服务的调度算法(FCFS)是一种最简单的调度算法,该算法既可以用于作业调度,也可以用于进程调度.当在作业调度中采用该算法时,每次都是从后备作业队列选择一个或多个最先进入该队列的作业,将他们调入内存,为他们分配内存,为他们分配资源,创建进程,然后放入就绪队列中.在进程中采用FCFS算法时,则每次调度室从就绪队列中选择一个最先进入该队列的进程,位置分配处理机,使之投入运行.该进程一直运行到完成或发生某事件而阻塞后才放弃处理机. FCFS调度算法有利于cpu繁忙型的作业,

操作系统常见调度算法

在操作系统中存在多种调度算法,其中有的调度算法适用于作业调度,有的调度算法适用于进程调度,有的调度算法两者都适用.下面介绍几种常用的调度算法. 1.      先来先服务(FCFS)调度算法 FCFS调度算法是一种最简单的调度算法,该调度算法既可以用于作业调度也可以用于进程调度.在作业调度中,算法每次从后备作业队列中选择最先进入该队列的一个或几个作业,将它们调入内存,分配必要的资源,创建进程并放入就绪队列. 在进程调度中,FCFS调度算法每次从就绪队列中选择最先进入该队列的进程,将处理机分配给它

浅析几个常见进程调度算法

今天来谈谈操作系统的几个常见的进程调度算法.那么第一步首先要了解什么是进程调度算法?简单来说就是根据系统的资源分配策略所规定的资源分配算法.举个例子来说明.假设任务一在执行完成后选择哪个任务来进行使得某一因素最小,这个因素可能是进程执行的总时间或是磁盘寻道时间等等.因此对于不同的系统目标有着不同的要求,要选择的调度算法也就不尽相同.接下来,就聊聊几个常见的进程调度算法.  First>>  先来先服务调度算法  FCFS 先来先服务(FCFS)调度算法是一种最简单的调度算法,该算法既可用于作业

操作系统常见面试知识点

1.请分别简单说一说进程和线程以及它们的区别. 进程是具有一定功能的程序关于某个数据集合上的一次运行活动,进程是系统进行资源调度和分配的一个独立单位. 线程是进程的实体,是CPU调度和分派的基本单位,它是比进程更小的能独立运行的基本单位. 一个进程可以有多个线程,多个线程也可以并发执行 2.线程同步的方式有哪些 互斥量:采用互斥对象机制,只有拥有互斥对象的线程才有访问公共资源的权限.因为互斥对象只有一个,所以可以保证公共资源不会被多个线程同时访问. 信号量:它允许同一时刻多个线程访问同一资源,但

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常见的调度算法

1.先来先服务(FCFS)调度算法 1.它可以用于作业调度,也可以用于进程调度. 2.它是优先考虑在作在系统中等待时间最长的作业或者进程. 3.不考虑该作业或进程执行时间的长短. 原理:每次从进程就绪队列中选择一个等待时间最长(最先进来)的进程,为其分配处理机,使其运行,一直运行完成或者发生阻塞,进程调度程序才将处理机分配给其他进程. 说明:FCFS算法在单处理机上已经很少作为主调度算法,但经常把它与其他调度算法相结合使用,形成一种更为有效的算法.列如,可以在系统中按优先级设置多个队列,每一个优

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一.进程(作业)调度算法 1.先来先服务调度算法(FCFS):每次调度是从就绪队列中,选择一个最先进入就绪队列的进程,把处理器分配给该进程,使之得到执行.该进程一旦占有了处理器,它就一直运行下去,直到该进程完成或因发生事件而阻塞,才退出处理器.特点:利于长进程,而不利于短进程. 2.短进程(作业)优先调度算法(SPF):它是从就绪队列中选择一个估计运行时间最短的进程,将处理器分配给该进程,使之占有处理器并执行,直到该进程完成或因发生事件而阻塞,然后退出处理器,再重新调度. 3.时间片轮转调度算法