进程管理 -- (2) 处理机的调度

1、处理机调度的基本概念及层次

1.1 调度基本概念

当有一堆任务要处理，但由于资源有限，这些事情没法同时处理。这就需要确定某种规则来决定处理
这些任务的顺序，这就是“调度”研究的问题。

在多道程序系统中，进程的数量往往是多于处理机的个数的，这样不可能同时并行地处理各个进程。
处理机调度，就是从就绪队列中按照一定的算法选择一个进程并将处理机分配给它运行，以实现进程
的并发执行。

1.2 调度的三个层次

高级调度

中级调度

低级调度

1.3 七状态模型

1.4 三层调度联系和对比

2、进程调度的时机、切换与过程、方式

2.1 进程调度时机

2.2 进程调度的方式

• 非剥夺调度方式，又称非抢占方式。即，只允许进程主动放弃处理机。在运行过程中即便有更紧迫
  的任务到达，当前进程依然会继续使用处理机，直到该进程终止或主动要求进入阻塞态。
  • 实现简单，系统开销小但是无法及时处理紧急任务，适合于早期的批处理系统。
• 剥夺调度方式，又称抢占方式。当一个进程正在处理机上执行时，如果有一个更重要或更紧迫的进
  程需要使用处理机，则立即暂停正在执行的进程，将处理机分配给更重要紧迫的那个进程。
  • 可以优先处理更紧急的进程，也可实现让各进程按时间片轮流执行的功能（通过时钟中断)。适合分时操作系统、实时操作系统。

2.3 进程的切换和过程

3、调度算法的评价指标

3.1 CPU利用率

3.2 系统吞吐量

3.3 周转时间

3.4 等待时间

3.5 响应时间

对于计算机用户来说，会希望自己的提交的请求（比如通过键盘输入了一个调试命令）尽早地开始被系
统服务、回应。
响应时间，指从用户提交请求到首欢产生响应所用的时间。

3.6 调度算法准则

面向用户准则

1. 周转时间短
2. 响应速度快
3. 截止时间有保证

面向系统的准则

1. 系统吞吐量高
2. 处理机利用率好（CPU有效忙起来哈）
3. 各类资源平衡利用（大中形系统，cpu，内存，外存，IO，不能某项资源过多忙碌也不能某项资源过多空闲。微型系统这个指标不重要）

4、作业 / 进程调度算法⭐⭐

4.1 先来先服务 (FCFS)

• 按照 作业/进程 到达的先后顺序进行服务

4.2 短作业优先 (SJF)

• 最短的作业/进程优先得到服务（所谓“最短”，是指要求服务时间最短)

4.3 高响应比优先 (HRRN)

4.4 时间片轮转调度算法(RR)

4.5 优先级调度算法

4.6 多级反馈队列调度算法