调度算法小结

来源：互联网发布：数据通信网 pdf 编辑：程序博客网时间：2024/06/17 09:19

处理机管理的工作是对CPU进行合理的分配使用，以提高处理机利用率，并使各用户公平地得到处理机资源。

CPU可分配的资源是在处理器上的执行时间，分配的途径是调度。

处理机调度的层次：高级调度、低级调度、中级调度

调度算法就是一种资源分配算法。

有的算法适用于作业调度，有的算法适用于进程调度，有的两者都适应。

1) 先来先服务(FCFS/first come first serve)

2) 短作业优先(SPF/Shortest Process First)

3) 时间片轮转算法(Round Robin)

4) 优先级算法(PS/priority Scheduling)

5) 高响应比优先调度算法(HRNN/Highest Response Ratio Next)

6) 多级队列算法

7) 多级反馈队列算法(FB/Multilevel Feedback-Queue scheduling)

以下为转载内容，转载地址：http://blog.csdn.net/leves1989/article/details/3305599

【例1】下表给出作业l，2，3的提交时间和运行时间。采用先来先服务调度算法和短作业优先调度算法，试问作业调度次序和平均周转时间各为多少？（时间单位：小时，以十进制进行计算。）

作业号

提交时间

运行时间

0.0

0.4

1.0

8.0

4.0

1.0

分析解这样的题关键是要根据系统采用的调度算法，弄清系统中各道作业随时间的推进情况。我们用一个作业执行时间图来形象地表示作业的执行情况，帮助我们理解此题。

采用先来先服务调度算法，是按照作业提交的先后次序挑选作业，先进入的作业优先被挑选。然后按照“排队买票”的办法，依次选择作业。其作业执行时间图如下：

采用短作业优先调度算法，作业调度时根据作业的运行时间，优先选择计算时间短且资源能得满足的作业。其作业执行时间图如下：

由于作业1，2，3是依次到来的，所以当开始时系统中只有作业1，于是作业1先被选中。在8.0时刻，作业1运行完成，这时系统中有两道作业在等待调度，作业2和作业3，按照短作业优先调度算法，作业3只要运行1个时间单位，而作业2要运行4个时间单位，于是作业3被优先选中，所以作业3先运行。待作业3运行完毕，最后运行作业2。作业调度的次序是1，3，2。

另外，要记住以下公式：
作业i的周转时间T_i＝作业完成时间－作业提交时间
系统中n个作业的平均周转时间，其中Ti为作业i的周转时间。

解：采用先来先服务调度策略，则调度次序为1、2、3。

作业号       提交时间      运行时间        开始时间        完成时间          周转时间
1               0.0                            8.0                       0.0                   8.0                8.0
2               0.4                            4.0                       8.0                  12.0                11.6
3               1.0                            1.0                      12.0                 13.0               12.0

平均周转时间T＝（8＋11.6＋12）/3＝10.53

采用短作业优先调度策略，则调度次序为1、3、2。

作业号       提交时间            运行时间            开始时间            完成时间            周转时间
1              0.0                           8.0                      0.0                      8.0                      8.0
3              1.0                           1.0                      8.0                      9.0                       8.0
2             0.4                           4.0                      9.0                      13.0                    12.6

平均周转时间T＝（8＋8＋12.6）/3＝9.53

思考题1
请同学们判断这句话：作业一旦被作业调度程序选中，即占有了CPU。（错）
提示：需要清楚作业调度和进程调度的区别。

【例2】在一个单道的程序设计系统中，有3个作业J1、J2、J3，它们到达输入井的时间分别为8：50、9：00、9：30，它们需要执行的时间分别为1.5小时、0.4小时、1小时。系统在10：00按响应比高者优先算法对它们进行调度，请回答：（1）作业被选中执行的次序是什么？（2）每个作业被选中时的响应比分别是多少？
分析响应比＝作业周转时间/作业运行时间＝1＋作业等待时间/作业运行时间
系统在10：00，计算作业的响应比：
    以J1为例，它的作业计算时间是1.5小时，即90分钟；J1从8：50到达输入井，在10：00时刻，J1的等待时间为70分钟，因此作业J1的响应比为：1＋70分钟/90分钟=1.77
同理，J2：1＋60分钟/24分钟=3.5    J3：1＋30分钟/60分钟=1.5
因此按照响应比高者优先算法，优先调度J2。
在10：24，J2完成。这时计算J1、J3的响应比：
     J1：1＋（70＋24）分钟/90分钟=2.04    J3：1＋（30＋24）分钟/60分钟=1.9
   按照响应比高者优先算法，优先调度J1。
    在11：54，J1完成，系统调度J3，J3的响应比为1＋（30＋24＋90）分钟/60分钟=3.4 因此，作业被选中执行的次序是J2、J1、J3。
    三个作业被选中时的响应比分别是：J1，2.04；J2，3.5；J3，3.4。

解：（1）作业被选中执行的次序是J2、J1、J3。
（2）三个作业被选中时的响应比分别是：J1，1.04；J2，2.5；J3，2.4。

思考题2
某作业的提交时间为10：30，需要运行的时间为1小时，假设11：00开始调度，它的响应比是 1.5 。

【例3】设有进程A、B、C、D依次进入就绪队列（相隔一个时间单位），它们的优先级（优先数大的优先级较高）如下表所示：

进程

CPU时间

优先数

试问采用“先来先服务”、“静态优先数法”调度算法（注：优先数大的优先级高），选中进程的执行次序。
解：采用先来先服务调度算法，按照进程进入就绪队列的先后次序占有CPU，其执行次序是A-B-C-D。
采用静态优先数法，进程A最先就绪，在0时刻先占有CPU运行，随后1时刻进程B进入就绪队列，2时刻进程C进入就绪队列，3时刻进程D进入就绪队列。由于采用静态优先数法，不容许随时间的推移改变进程的优先级，所以当进程A运行结束时，系统的就绪队列中有B、C、D三个进程，而进程C优先级最高，于是选中C；这样分析下去，进程的执行次序是A-C-D-B。

思考题3
    时间片轮转调度算法是为了（ A ）。
   A．多个终端都能得到系统的及时响应     B．先来先服务
   C．优先级高的进程先使用CPU           D．紧急事件优先处理