处理器调度算法

1. P117页,练习15：最高响应比

2. P119页，练习22（2）：时间片轮转

3. 现设定采用三级反馈队列调度算法，三个队列分别为0、1和2，对应时间片为2、4、8。现有四个进程A、B、C、D，到达时刻分别为0、5、7、12，执行时间分别为7、4、13、2。请写出整个进程调度过程，包括每个时间段，执行的进程，执行后进程状态，各个队列内进程的变化。

先来先服务（FCFS）调度算法

先来先服务调度算法是一种非抢占式的算法，先进入就绪队列的进程，先分配处理机运行。一旦一个进程占有了处理机，它就一直运行下去，直到该进程完成工作或者因为等待某事件发生而不能继续运行时才释放处理机。最简单的调度算法，当作业调度中采用该算法时，系统将按照作业到达的先后次序来进行调度，优先从后备队列中，选择一个或多个位于队列头部的作业，把他们调入内存，分配所需资源、创建进程，然后放入“就绪队列”。有利于长作业而不利于短作业，有利于CPU繁忙型作业而不利于I/O繁忙型作业，只考虑了作业的等待时间因素，忽略了作业的长短，偏爱长作业。

最短作业优先算法

最短作业优先算法这是对FCFS算法的改进，其目标是减少平均周转时间。对预计执行时间短的作业（进程）优先分派处理机。通常后来的短作业不抢先正在执行的作业。比FCFS改善平均周转时间和平均带权周转时间，缩短作业的等待时间；提高系统的吞吐量；对长作业非常不利，可能长时间得不到执行；未能依据作业的紧迫程度来划分执行的优先级；难以准确估计作业（进程）的执行时间，从而影响调度性能。

优先级调度算法

优先级调度算法又称优先权调度算法，该算法既可以用于作业调度，也可以用于进程调度，该算法中的优先级用于描述作业运行的紧迫程度。

最高响应比优先算法

最高响应比优先法是对FCFS方式和SJF方式的一种综合平衡。FCFS方式只考虑每个作业的等待时间而未考虑执行时间的长短，而SJF方式只考虑执行时间而未考虑等待时间的长短。因此，这两种调度算法在某些极端情况下会带来某些不便。HRN调度策略同时考虑每个作业的等待时间长短和估计需要的执行时间长短，从中选出响应比最高的作业投入执行。这种算法是介于FCFS和SJF之间的一种折中算法。由于长作业也有机会投入运行，在同一时间内处理的作业数显然要少于SJF法，从而采用HRN方式时其吞吐量将小于采用SJF 法时的吞吐量。

优先级调度算法

优先级算法是多级队列算法的改进，平衡各进程对响应时间的要求。适用于作业调度和进程调度，可分成抢先式和非抢先式。静态优先级，作业调度中的静态优先级大多按以下原则确定：由用户自己根据作业的紧急程度输入一个适当的优先级。由系统或操作员根据作业类型指定优先级。系统根据作业要求资源情况确定优先级。进程的静态优先级的确定原则：按进程的类型给予不同的优先级。

轮转调度算法

轮转法是让每个进程在就绪队列中的等待时间与享受服务的时间成正比例。将系统中所有的就绪进程按照FCFS原则，排成一个队列。每次调度时将CPU分派给队首进程，让其执行一个时间片。时间片的长度从几个ms到几百ms。在一个时间片结束时，发生时钟中断。调度程序据此暂停当前进程的执行，将其送到就绪队列的末尾，并通过上下文切换执行当前的队首进程。进程可以未使用完一个时间片，就出让CPU（如阻塞）。受时间片长度变化的影响，过长－>退化为FCFS算法，进程在一个时间片内都执行完，响应时间长。

多级反馈队列调度算法

多级反馈队列算法是轮转算法和优先级算法的综合和发展。设置多个就绪队列，分别赋予不同的优先级，如逐级降低，队列1的优先级最高。每个队列执行时间片的长度也不同，规定优先级越低则时间片越长，如逐级加倍。新进程进入内存后，先投入队列1的末尾，按FCFS算法调度；若按队列1一个时间片未能执行完，则降低投入到队列2的末尾，同样按FCFS算法调度；如此下去，降低到最后的队列，则按“时间片轮转”算法调度直到完成。仅当较高优先级的队列为空，才调度较低优先级的队列中的进程执行。

 

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