交互式系统中的调度---轮转调度、优先级调度、多级队列、最短进程优先、保证调度、彩票调度、公平分享调度

1. 轮转调度

一种最古老、最简单、最公平且使用最广的算法。每个进程被分配一个时间段，称为时间片（quantum），即允许该进程在该时间段中运行。如果在时间片结束时该进程还在运行，则将剥夺CPU并分配给另一个进程。如果该进程在时间片结束前阻塞或结束，则CPU立即进行切换。很容易实现，调度程序所要做的就是维护一张可运行进程列表，如图2-41a所示。当一个进程用完它的时间片后，就被移到队列的末尾，如图2-41b所示。

时间片轮转调度中惟一有趣的一点是时间片的长度。从一个进程切换到另一个进程是需要一定时间进行管理事务处理的—保存和装入寄存器值及内存映像、更新各种表格和列表、清除和重新调入内存高速缓存等。假如进程切换（process  switch），有时称为上下文切换（context switch），需要1ms，包括切换内存映像、清除和重新调入高速缓存等。再假设时间片设为4ms。有了这些参数，则CPU在做完4ms有用的工作之后，CPU将花费（即浪费）1ms来进行进程切换。因此，CPU时间的20%浪费在管理开销上。很清楚，这一管理时间太多了。

图2-41   轮转调度：a) 可运行进程列表；b) 进程B用完时间片后的可运行进程列表

为提高CPU的效率，可将时间片设置成，比方说，100ms，这样浪费的时间只有1%。但是，如果在一段非常短的时间间隔内到达50个请求，并且对CPU有不同的需求，那么50个进程会放在可运行进程的列表中。如果CPU是空闲的，第一个进程会立即开始执行，第二个直到100ms以后才会启动，以此类推。假设所有其他进程都用足了它们的时间片的话，最不幸的是最后一个进程在获得运行机会之前将不得不等待5秒钟。大部分用户会认为5秒的响应对于一个短命令来说是缓慢的。如果一些在队列后端附近的请求仅要求几毫秒的CPU时间，上面的情况会变得尤其糟糕。如果使用较短的时间片的话，它们将会获得更好的服务。

另一个因素是，如果时间片设置长于平均的CPU突发时间，那么不会经常发生抢占。相反，在时间片耗费完之前多数进程会完成一个阻塞操作，引起进程的切换。抢占的消失改善了性能，因为进程切换只会发