单处理器调度算法详解

调度算法（重点）

饥饿的理解

轮到该进程使用CPU时，另一个进程以某种原因抢先占用CPU（抢占）
几个人一起吃一块蛋糕，轮到你吃时，你后边的人抢到你前面吃掉了你的那一份，没吃到原本该你吃的东西，你会很饥饿

非抢占

FCFS、SPN、HRRN

抢占

RR、SRT、Feedback

开销小

FCFS、RR

有饥饿

SPN、SRT、Feedback

2.10.1 FCFS先来先服务

按照请求cpu顺序执行
对短进程不利，参考超市购物
对I/O密集型不利，因为cpu需求小
属于非抢占，无饥饿，响应时间可能很长
早晨食堂排队买早餐就是先来先服务

2.10.2 RR时间片轮转调度算法RoundRobin

在FCFS中加入加入时钟中断
在分时系统或事务处理系统中特别有效
属于抢占，无饥饿算法，性能与时间片设置密切
- 时间片长：对长作业有利
- 时间片短：对短作业有利
对I/O密集型不利：I/O密集型进程每次短暂使用CPU后，都会再加入队列尾进行调度，而cpu密集型则可以占用cpu更长时间，I/O密集型进程所用时间大于预期时间。
- 你早餐去食堂排队买两个鸡蛋（短作业），到你的时候买了一个鸡蛋饭卡没钱了（I/O中断），你只能去充卡，卡充好后（I/O满足），你再回来排队，只能从队尾排起
改进的算法：URR
新增I/O阻塞完成的进程队列队列，该队列优先级高于就绪队列，比RR更公平
- 你早餐去食堂排队买两个鸡蛋（短作业），到你的时候买了一个鸡蛋饭卡没钱了（I/O中断），你只能去充卡，卡充好后（I/O满足），你再回来排队，可以只排因为充卡中断买鸡蛋的人排成的队，而不用去排没买过饭的人排成的队
早晨食堂排队买早餐的基础上，增加一个时间限制，你30秒之内买不完饭就要重新排队…

2.10.3 短作业优先SJF/SPN/SPF

该算法照顾短作业，所以必须事先知道谁“短”，所以该算法前提为所有进程执行时间已知
属于非抢占、有饥饿算法
减少了平均周转时间，因为非抢占，不适用于分时、事务处理系统
用户估计不准时不能做到SJF
早晨食堂排队买早饭，谁买东西快谁先买，但一个人正在买的时候另一个人不能插队

2.10.4 剩余时间最短者优先算法SRT

选择预期剩余时间最短的进程，是在短作业优先的基础上增加了抢占机制
属于抢占、有饥饿算法
该进程必须记录进程已执行时间
在平均周转时间上优于短作业优先，也需要预估进程执行时间
早晨食堂排队买早饭，谁买东西快谁先买，如果小张还有1分钟才能买完，这时候来了一个还差59秒就能买完的人，新来的人就能插到小张前面买

2.10.5 HRRN 最高响应比优先算法

当前进程执行完成时，下一个选用响应比最高的进程
属于非抢占，有饥饿算法
响应比=（waitTime+serveTime）/serveTime=1+waitTime/serveTime
你去食堂是为了买早饭，你到食堂的排队时间+买饭时间再除以买饭时间就是响应比，这个值越大，你买早饭的效率就越低
短作业serveTime小，waitTime/serveTime更大，响应比更大，优先调度
长作业等待时间长了之后，waitTime/serveTime增大，响应比变大，优先调度
该算法是一种动态优先级调整算法，结合了FCFS和SJF
该算法既照顾了短进程，又不让长进程长时间饥饿
该进程需要进行响应比计算，需要预估执行时间
去食堂排队买早饭，小张急着上课，买东西快，或者小李买的慢，但是被插队了好几次，阿姨为了不让大家生气，允许他俩插队打饭

2.10.6 FeedBack 反馈调度算法

该算法的思路是惩罚长进程，而像SJF、SRT、HRRN是给短进程优惠
属于抢占、有饥饿算法
设置多个优先级队列区别对待，各个队列中时间片可以不一样长，优先级高的队列时间片短
新来的进程位于最高级优先级队列尾
先执行优先级高队列中的进程，进程时间片用完还没执行完就会降级到优先级更低的队列尾
一般优先级为i的队列时间片为2^i
能够较好的满足各种类型用户需求
终端型用户、短作业用户：交互作业常为短作业、在比较高的优先级队列就能执行完
长进程用户：进程随着队列下降，分配的时间片足够执行完
去食堂排队买早饭，有好几个窗口，但只有一个打饭阿姨，阿姨让大家排成一个队，轮流来第一个窗口打饭，在10秒内没打完饭的人去第二个窗口排队，等第一个窗口没人了，阿姨来第二个窗口帮大家打饭，20秒内没打完的人再去第三个窗口排队，第三个窗口可能时间限制是40秒，第四个第五个以此类推，要是这时候又来了一个人打饭，阿姨要回到第一个窗口在10秒内帮他打饭，打不完这个人也要挨个去更长时间的窗口排队

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