时间片轮转(RR)、优先级调度算法以及多级反馈队列调度算法
一、调度算法
(一)时间片轮转(RR, Round-Robin)
- 例题:各进程到达就绪队列的时间、需要的运行时间如下表所示。使用时间片轮转调度算法,分析时间片大小分别是2、5时的进程运行情况。
- 常用于分时操作系统,更注重“响应时间”,因而此处不计算周转时间
1. 时间片大小为2
2. 时间片大小为5
- 如果时间片太大,使得每个进程都可以在一个时间片内就完成,则时间片轮转调度算法退化为先来先服务调度算法,并且会增大进程响应时间。因此时间片不能太大。
- 另一方面,进程调度、切换是有时间代价的(保存、恢复运行环境),因此如果时间片太小,会导致进程切换过于频繁,系统会花大量的时间来处理进程切换,从而导致实际用于进程执行的时间比例减少。可见时间片也不能太少
(二)优先级调度算法
1. 非抢占式优先级调度算法
- 例题:各进程到达就绪队列的时间、需要的运行时间、进程优先数如下表所示。使用非抢占式的优先级调度算法,分析进程运行情况。(注:优先数越大,优先级越高)
- 例题:各进程到达就绪队列的时间、需要的运行时间、进程优先数如下表所示。使用抢占式的优先级调度算法,分析进程运行情况。(注:优先数越大,优先级越高)
2. 抢占式优先级调度算法
- 例题:各进程到达就绪队列的时间、需要的运行时间、进程优先数如下表所示。使用抢占式的优先级调度算法,分析进程运行情况。(注:优先数越大,优先级越高)
- 就绪队列未必只有一个,可以按照不同优先级来组织。另外,也可以把优先级高的进程排在更靠近队头的位置。
- 根据优先级是否可以动态改变,可将优先级分为静态优先级和动态优先级两种。
①、 静态优先级 :创建进程时确定,之后一直不变。
②、 动态优先级 :创建进程时有一个初始值,之后会根据情况动态地调整优先级。 - I/O设备和CPU可以并行工作。如果优先让I/O繁忙型进程优先运行的话,则越有可能让I/O设备尽早地投入工作,则资源利用率、系统吞吐量都会得到提升
(三)思考
- FCFS算法的优点是公平。
- SJF 算法的优点是能尽快处理完短作业,平均等待/周转时间等参数很优秀。
- 时间片轮转调度算法可以让各个进程得到及时的响应。
- 优先级调度算法可以灵活地调整各种进程被服务的机会。
- 能否对其他算法做个折中权衡?得到一个综合表现优秀平衡的算法呢?【多级反馈队列调度算法】
(四)多级反馈队列
- 例题:各进程到达就绪队列的时间、需要的运行时间如下表所示。使用多级反馈队列调度算法,分析进程运行的过程。
- 注:比起早期的批处理操作系统来说,由于计算机造价大幅降低,因此之后出现的交互式操作系统(包括分时操作系统、实时操作系统等)更注重系统的响应时间、公平性、平衡性等指标。而这几种算法恰好也能较好地满足交互式系统的需求。因此这三种算法适合用于交互式系统。(比如UNIX使用的就是多级反馈队列调度算法)
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