进程调度算法

进程调度算法

          进程调度：从就绪进程中选取一个进程，让它占用处理器的工作称为进程调度。

          作业调度选中了一个作业，并且把它装入主存储器中时，就为该作业创建了一个用户进程，若有多个作业被装入主存储器，就会创建多个用户进程，这些进程的初始状态都为就绪态。

          如果有多个进程出现，去竞争占用处理器，此时，必须按照规则从就绪进程中选择一个进程，让它占用处理器。

          处理器的三级调度

          高级、中级和低级调度作业从提交开始直到完成，往往要经历下述三级调度：

          高级调度：(High-Level Scheduling)又称为作业调度，它决定把后备作业调入内存运行；

          低级调度：(Low-Level Scheduling)又称为进程调度，它决定把就绪队列的某进程获得CPU；

          中级调度：(Intermediate-LevelScheduling)又称为在虚拟存储器中引入，在内、外存对换区进行进程对换。

          处理器的工作方式

          包括两种工作方式，非剥夺方式和剥夺方式。

          非剥夺方式：分派程序一旦把处理机分配给某进程后便让它一直运行下去，直到进程完成或发生某事件而阻塞时，才把处理机分配给另一个进程。

          剥夺方式：当一个进程正在运行时，系统可以基于某种原则，剥夺已分配给它的处理机，将之分配给其它进程。剥夺原则有：优先权原则、短进程优先原则、时间片原则。

          常见的进程调度算法

          常见的进程调度算法，包括先来先服务算法、短进程优先算法、时间片轮转法、最高级优先算法和多级反馈队列调度算法。

          先来先服务算法——FIFO

就是按照进程进入就绪队列的先后次序，来选择可占用处理器的进程，当有一个进程就绪时，会把该进程排入就绪队列的末尾，而总是把处理器分配给就绪队列中的第一个进程。

          一旦一个进程占用了处理器，它就会一直运行下去，直到该进程完成工作而结束，或者等待某事件而不能运行时，才会让出处理器。

          FIFO算法服务质量不佳，容易引起作业用户不满，常作为一种辅助调度算法。

          短进程优先算法——SCBF

          最短CPU运行期优先调度算法(SCBF--Shortest CPU BurstFirst)该算法就是，从就绪队列中选出下一个“CPU执行期最短”的进程，为之分配处理机。

          该算法虽可获得较好的调度性能，但难以准确地知道下一个CPU执行期，而只能根据每一个进程的执行历史来预测。

          时间片轮转算法

          时间片是指允许进程一次占用处理器的最长时间。

          该算法就是，按照就绪进程队列，总是选择第一个进程让它占用处理器，但是，规定它一次连续占用处理器的时间不能超过预定的时间片。

          如果允许的时间片用完，而进程尚未完成，此时它必须让出处理器给下一个就绪进程，重新排到就绪队列的末尾等待再次执行，此外，当在允许的时间片内该进程出现了等待事件，也必须让出处理器，排入的等待队列。

          一次运行未完成的工作的进程，可以再作第二次的轮转，如此反复循环，直到该进程工作完为止。

          前几种算法主要用于批处理系统中，不能作为分时系统中的主调度算法，在分时系统中，都采用时间片轮转法。

          最高优先级调度算法

          就是对每一个进程分配一个优先级，总是让当前优先级最高的进程使用处理器，此时，又分为两种方式，抢占式和非抢占式。

          抢占式：保证任何时刻，都是具有最高优先级的进程在处理器上运行，当有一个优先级更高的进程到达时，当前运行进程必须主动让出处理器。

          非抢占式：如果来一个具有更高优先级的进程，处理器上的当前进程，不会让出处理器知道运行结束。

          多级反馈队列

          就是在系统中设置多个就绪队列，并赋予各队列以不同的优先权，UNIX操作系统采取的便是这种调度算法。

          1、进程在进入待调度的队列等待时，首先进入优先级最高的等待。

          2、首先调度优先级高的队列中的进程，若高优先级中队列中已没有调度的进程，则调度次优先级队列中的进程。

          3、对于同一个队列中的各个进程，按照时间片轮转法调度。

          4、在低优先级的队列中的进程在运行时，又有新到达的作业，那么在运行完这个时间片后，CPU马上分配给新到达的作业（抢占式）。