2.2.0 交互式系統(tǒng)調(diào)度算法

知識總覽

2.2.0.1 時間片輪轉(zhuǎn)

知識點說明

英文名	RR，Round-Robin
算法思想	公平地、輪流地為各個進程服務(wù)，讓每個進程在一定時間間隔內(nèi)都可以得到響應
算法規(guī)則	按照各進程到達就緒隊列的順序，輪流讓各個進程執(zhí)行一個時間片。若進程未在一個時間片內(nèi)執(zhí)行完，則剝奪處理機，將進程重新放到就緒隊列隊尾重新排隊
用于進程/作業(yè)調(diào)度	用于進程調(diào)度，只有作業(yè)放入內(nèi)存建立了相應的進程后，才能被分配處理機時間片
是否可搶占？	若進程未能在時間片內(nèi)運行完，將被強行剝奪處理機使用權(quán)，因此時間片輪轉(zhuǎn)調(diào)度算法屬于搶占式的算法。由時鐘裝置發(fā)出時鐘中斷來通知CPU時間片已到
優(yōu)缺點	優(yōu)點：公平；響應快，適用于分時操作系統(tǒng) 缺點：由于高頻率的進程切換，因此有一定開銷；不區(qū)分任務(wù)的緊急程度
是否會導致饑餓	否

例題：各進程到達就緒隊列的時間、需要的運行時間如下表所示。使用時間片輪轉(zhuǎn)調(diào)度算法，分析時間片大小分別是2、5時進程運行情況。

需要注意的是，如果時間片太大，使得每個進程都可以在一個時間片內(nèi)就完成，那么時間片輪轉(zhuǎn)調(diào)度算法就會退化為先來先服務(wù)調(diào)度算法，并且會增大進程響應時間，因此時間片不能太大。

另一方面，進程調(diào)度、切換是有時間代價的（保存、恢復允許環(huán)境），因此如果時間片太小，會導致進程切換過于頻繁，系統(tǒng)會花大量的時間來處理進程切換，從而導致實際用于進程執(zhí)行的時間比例減少，可見時間片也不能太小。

一般來說，設(shè)計時間片時要讓切換進程的開銷占比不超過1%。

2.2.0.2 優(yōu)先級調(diào)度算法

知識點說明

算法思想	隨著計算機的發(fā)展，特別是實時操作系統(tǒng)的出現(xiàn)，越來越多的應用場景需要根據(jù)任務(wù)的緊急程度來決定處理順序
算法規(guī)則	各個作業(yè)/進程有各自的優(yōu)先級，調(diào)度時選擇優(yōu)先級最高的作業(yè)/進程
用于進程/作業(yè)調(diào)度	既可以用于作業(yè)調(diào)度，也可用于進程調(diào)度。甚至還會用于之后學習的I/O調(diào)度中
是否可搶占？	搶占式、非搶占式都有。做題時的區(qū)別在于；非搶占式只需在進程主動放棄處理機時進行調(diào)度即可，非搶占式還需在就緒隊列變化時，檢查是否會發(fā)生搶占
優(yōu)缺點	優(yōu)點：用優(yōu)先級區(qū)分緊急程度、重要程度，適用于實時操作系統(tǒng)，可靈活地調(diào)整對各種作業(yè)/進程的偏好程度。 缺點：若源源不斷地有高優(yōu)先級進程到來，則可能導致饑餓。
是否會導致饑餓	會

2.2.0.3 多級反饋隊列

讓我們回顧一下前面學習的各種調(diào)度算法：FCFS算法的優(yōu)點是公平；SJF算法的優(yōu)點是能盡快處理完短作業(yè)，平均等待/周轉(zhuǎn)時間等參數(shù)很優(yōu)秀；而時間片輪轉(zhuǎn)調(diào)度算法可以讓各個進程得到及時的響應；優(yōu)先級調(diào)度算法可以靈活地調(diào)整各種進程被服務(wù)的機會。

綜上所述，我們能否對其他算法做一個折中權(quán)衡，得到一個綜合表現(xiàn)優(yōu)秀平衡的算法呢？根據(jù)這個想法，人們想出了多級反饋隊列調(diào)度算法。

2.2.0.4 小結(jié)

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的王道操作系统考研笔记——2.2.0 交互式系统调度算法的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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