王道操作系统考研笔记——2.2.0 交互式系统调度算法

2.2.0 交互式系统调度算法

知识总览

2.2.0.1 时间片轮转

知识点	说明
英文名	RR，Round-Robin
算法思想	公平地、轮流地为各个进程服务，让每个进程在一定时间间隔内都可以得到响应
算法规则	按照各进程到达就绪队列的顺序，轮流让各个进程执行一个时间片。若进程未在一个时间片内执行完，则剥夺处理机，将进程重新放到就绪队列队尾重新排队
用于进程/作业调度	用于进程调度，只有作业放入内存建立了相应的进程后，才能被分配处理机时间片
是否可抢占？	若进程未能在时间片内运行完，将被强行剥夺处理机使用权，因此时间片轮转调度算法属于抢占式的算法。由时钟装置发出时钟中断来通知CPU时间片已到
优缺点	优点：公平；响应快，适用于分时操作系统缺点：由于高频率的进程切换，因此有一定开销；不区分任务的紧急程度
是否会导致饥饿	否

例题：各进程到达就绪队列的时间、需要的运行时间如下表所示。使用时间片轮转调度算法，分析时间片大小分别是2、5时进程运行情况。

需要注意的是，如果时间片太大，使得每个进程都可以在一个时间片内就完成，那么时间片轮转调度算法就会退化为先来先服务调度算法，并且会增大进程响应时间，因此时间片不能太大。

另一方面，进程调度、切换是有时间代价的（保存、恢复允许环境），因此如果时间片太小，会导致进程切换过于频繁，系统会花大量的时间来处理进程切换，从而导致实际用于进程执行的时间比例减少，可见时间片也不能太小。

一般来说，设计时间片时要让切换进程的开销占比不超过1%。

2.2.0.2 优先级调度算法

知识点	说明
算法思想	随着计算机的发展，特别是实时操作系统的出现，越来越多的应用场景需要根据任务的紧急程度来决定处理顺序
算法规则	各个作业/进程有各自的优先级，调度时选择优先级最高的作业/进程
用于进程/作业调度	既可以用于作业调度，也可用于进程调度。甚至还会用于之后学习的I/O调度中
是否可抢占？	抢占式、非抢占式都有。做题时的区别在于；非抢占式只需在进程主动放弃处理机时进行调度即可，非抢占式还需在就绪队列变化时，检查是否会发生抢占
优缺点	优点：用优先级区分紧急程度、重要程度，适用于实时操作系统，可灵活地调整对各种作业/进程的偏好程度。缺点：若源源不断地有高优先级进程到来，则可能导致饥饿。
是否会导致饥饿	会

2.2.0.3 多级反馈队列

让我们回顾一下前面学习的各种调度算法：FCFS算法的优点是公平；SJF算法的优点是能尽快处理完短作业，平均等待/周转时间等参数很优秀；而时间片轮转调度算法可以让各个进程得到及时的响应；优先级调度算法可以灵活地调整各种进程被服务的机会。

综上所述，我们能否对其他算法做一个折中权衡，得到一个综合表现优秀平衡的算法呢？根据这个想法，人们想出了多级反馈队列调度算法。

2.2.0.4 小结

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