进程调度

一、进程调度的基本状态：

1.等待态：等待某个事件的完成

2.就绪态：等待系统分配处理器以便运行

3.运行态：占有处理器正在运行

运行态→等待态： 往往是由于等待外设，等待主存等资源分配或等待人工干预而引起的。

等待态→就绪态 ：则是等待的条件已满足，只需分配到处理器后就能运行。

运行态→就绪态 ：不是由于自身原因，而是由外界原因使运行状态的进程让出处理器，这时候就变成就绪态。例如时间片用完，或有更高优先级的进程来抢占处理器等。

就绪态→运行态 ：系统按某种策略选中就绪队列中的一个进程占用处理器，此时就变成了运行态。

二、进程调度的基本属性：

1.多态性 ：从诞生、运行，直至消灭

2.多个不同的进程可以包括相同的程序

3.三种基本状态之间可进行转换

4.并发性 ：并发执行的进程轮流占用处理器

三、进程调度的方式：

1.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。

2.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。

四、进程调度算法：

调度算法是指：根据系统的资源分配策略所规定的资源分配算法。

算法按照系统差异主要分为三大类：

1.批处理系统中的调度算法

代表调度算法有：先来先服务、短作业优先、最短剩余时间优先。

(1) 先来先服务（FCFS）：

算法总是把处理机分配给最先进入就绪队列的进程，一个进程一旦分得处理机，便一直执行下去，直到该进程完成或阻塞时，才释放处理机。

(2) 短作业优先（SJF）: 

该算法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。

2.交互式系统中的调度算法

代表调度算法有：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(RR)：

a.时间片轮转法：

时间片轮转法一般用于进程调度，每次调度，把CPU分配队首进程，并令其执行一个时间片。 当执行的时间片用完时，由一个记时器发出一个时钟中断请求，该进程被停止，并被送往就绪队列末尾；依次循环。

b.多级反馈队列调度算法：

多级反馈队列调度算法，不必事先知道各种进程所需要执行的时间，它是目前被公认的一种较好的进程调度算法。 其实施过程如下：
    1) 设置多个就绪队列，并为各个队列赋予不同的优先级。在优先权越高的队列中， 为每个进程所规定的执行时间片就越小。
    2) 当一个新进程进入内存后，首先放入第一队列的末尾，按FCFS原则排队等候调度。 如果他能在一个时间片中完成，便可撤离；如果未完成，就转入第二队列的末尾，在同样等待调度…… 如此下去，当一个长作业（进程）从第一队列依次将到第n队列（最后队列）后，便按第n队列时间片轮转运行。
    3) 仅当第一队列空闲时，调度程序才调度第二队列中的进程运行；仅当第1到第（i-1）队列空时， 才会调度第i队列中的进程运行，并执行相应的时间片轮转。
    4) 如果处理机正在处理第i队列中某进程，又有新进程进入优先权较高的队列， 则此新队列抢占正在运行的处理机，并把正在运行的进程放在第i队列的队尾。

(2).优先级调度：

a.非抢占式优先级调度算法：

一旦把处理及分配给就绪队列中优先级最高的进程后，该进程便一直执行下去直至完成。或者因该进程发生某事件而放弃处理机时，系统方可将处理机重新分配给另一个优先级最高的进程。

b. 抢占式优先级调度算法：

把处理及分配给优先级最高的进程，使之执行。但在其执行期间，只要出现了另一个其优先级跟高的进程，调度程序就将处理机分配给新的优先级更高的进程。因此，在采用这种调度算法时，每当系统中出现了一个新的就绪进程i时，就将其优先级pi与正在执行的进程j的优先级pj进行比较，如果pi<=pj,原进程pj便继续执行，但如果pi>pj，则立即停止pj的执行，进行进程切换，使i进程投入执行。

3.实时系统中的调度算法

代表调度算法有：单调速率调度、最早最终时限优先调度。