处理机调度PPT

处理机调度概述处理机调度，又称为CPU调度，是操作系统的一项核心功能。它主要负责确定哪个进程或线程应该获得CPU的使用权，以及何时获得这种使用权。处理机调...

处理机调度概述处理机调度，又称为CPU调度，是操作系统的一项核心功能。它主要负责确定哪个进程或线程应该获得CPU的使用权，以及何时获得这种使用权。处理机调度的目标是确保系统的高效、公平和实时性。调度策略的选择会直接影响到系统的性能，如吞吐量、响应时间、周转时间等。处理机调度可以分为几个层次：高级调度（作业调度）、中级调度（内存调度）和低级调度（进程调度）。高级调度负责从外存中选择作业进入内存，为作业创建进程或线程，并将它们放入就绪队列中级调度为了提高内存利用率和系统吞吐量，将暂时不能运行的进程调至外存等待，待其具备运行条件时再调至内存低级调度从就绪队列中选取一个进程或线程，分配CPU给它执行调度算法调度算法是处理机调度中使用的策略或方法。下面列举了几种常见的调度算法：先来先服务（FCFS）按照进程到达就绪队列的先后顺序进行调度。优点是简单，但可能导致长作业等待短作业，影响系统吞吐量短作业优先（SJF）选择预计执行时间最短的进程优先执行。这有助于减少平均等待时间和周转时间，但实现起来较复杂，需要预知进程的执行时间优先级调度（Priority Scheduling）根据进程的优先级进行调度。优先级高的进程优先执行。这种算法可以灵活处理各种需求，但需要合理设置进程的优先级轮转调度（Round RobinRR）：给每个进程分配一个固定的时间片，时间片用完即切换到下一个进程。这种算法适用于交互式系统，但可能导致短作业等待长作业多级反馈队列调度（Multilevel Feedback Queue Scheduling）结合多种调度算法的优点，根据进程的性质和状态将其分配到不同的队列中，采用不同的调度算法最短剩余时间优先（Shortest Remaining Time FirstSRTF）：类似于SJF，但考虑到进程已经在CPU上执行了一段时间，选择剩余执行时间最短的进程优先执行实时调度实时调度是处理机调度的一种特殊形式，主要用于实时系统。实时系统要求在规定的时间内对外部输入做出响应。实时调度算法需要考虑系统的实时性和可靠性。常见的实时调度算法包括：最早截止时间优先（Earliest Deadline FirstEDF）：选择截止时间最早的进程优先执行。这种算法能够保证所有进程在其截止时间之前完成最低松弛度优先（Least Laxity FirstLLF）：选择剩余时间（松弛度）与截止时间之差最小的进程优先执行。这种算法能够优化系统的利用率调度实例以轮转调度（Round Robin）为例，假设有4个进程A、B、C、D，它们的执行时间分别为10ms、5ms、8ms和3ms，时间片长度为5ms。调度过程如下：进程A到达就绪队列获得5ms的CPU时间，执行完后剩余5ms进程B到达就绪队列获得5ms的CPU时间，执行完毕进程C到达就绪队列获得5ms的CPU时间，执行完后剩余3ms进程D到达就绪队列获得5ms的CPU时间，执行完毕进程A重新进入就绪队列剩余5ms的执行时间。获得5ms的CPU时间，执行完毕进程C重新进入就绪队列剩余3ms的执行时间。获得3ms的CPU时间，执行完毕在这个例子中，每个进程都获得了CPU时间，且每个进程的执行时间都不超过其总执行时间。轮转调度算法保证了公平性，但也可能导致短作业等待长作业。为了解决这个问题，可以动态调整时间片长度，如根据进程的执行时间和已等待时间来调整。