处理机调度PPT
处理机调度概述处理机调度（Processor Scheduling）是操作系统中的一个核心功能，负责决定哪个进程将获得CPU的使用权以及何时获得。调度器是...
处理机调度概述处理机调度（Processor Scheduling）是操作系统中的一个核心功能，负责决定哪个进程将获得CPU的使用权以及何时获得。调度器是操作系统的核心组件，它的性能直接影响到系统的吞吐量、响应时间、资源利用率等关键指标。处理机调度涉及多个层面，包括：作业调度（Long-term Scheduling）决定哪些作业可以进入内存，并为它们创建进程中级调度（Medium-term Scheduling）又称内存调度，负责将暂时不能运行的进程从内存移至外存等待，当它们具备运行条件时，再将其调回内存进程调度（Short-term Scheduling）决定哪个进程获得CPU使用权调度算法的选择会直接影响系统的性能。调度算法1. 先来先服务（FCFS, First-Come-First-Serve）这是最简单的调度算法，它按照进程到达的顺序进行服务。优点：实现简单缺点：对长进程有利可能导致短进程等待时间过长平均等待时间可能较长2. 短进程优先（SPF, Shortest Process First）这种算法总是选择预计执行时间最短的进程执行。优点：平均等待时间最短缺点：需要知道进程的预计执行时间这通常是不准确的可能导致“饥饿”现象即长进程总是得不到执行3. 优先级调度（Priority Scheduling）每个进程都有一个优先级，调度器选择优先级最高的进程执行。优点：如系统进程、用户进程等缺点：优先级高的进程可能持续占用CPU导致其他进程“饥饿”优先级设置不当可能导致不公正4. 轮转法（RR, Round Robin）每个进程被分配一个固定的时间片，当时间片用完时，无论进程是否完成，都会被剥夺CPU并移到队列的末尾。优点：响应时间快可以防止长进程长时间占用CPU缺点：如果时间片设置不当可能导致频繁的上下文切换，降低效率可能导致短进程在长进程之后连续运行即“短进程后继现象”5. 多级队列调度（Multi-level Queue Scheduling）进程根据某些属性（如优先级、I/O需求等）被分配到不同的队列中，每个队列有自己的调度算法。优点：可以根据进程的特性进行分类管理可以提高CPU利用率和系统吞吐量缺点：队列管理复杂需要合理的队列划分和调度策略实时调度实时调度是指操作系统在实时系统中的应用，实时系统要求在规定的时间内对外部输入做出响应。实时调度算法主要有：最早截止时间优先（EDFEarliest Deadline First）根据任务的截止时间来选择任务截止时间最早的任务将被优先调度最低松弛度优先（LLFLeast Laxity First）松弛度是指任务的最晚完成时间与当前时间的差值该算法选择松弛度最小的任务进行调度调度实例以下是一个简单的进程调度示例，使用轮转法（Round Robin）：假设有三个进程A、B、C，它们分别需要10、5、8个时间单位来完成。时间片设置为6个时间单位。初始状态：进程队列为 A, B, C时间片0-5：进程A运行时间片6-11：进程B运行时间片12-17：进程C运行时间片18-23：进程A运行（剩余4个时间单位）时间片24-28：进程C运行（剩余4个时间单位）时间片29-33：进程A运行（完成）时间片34-38：进程C运行（完成）注意：在这个例子中，进程B在第二轮就被完成了，而进程A和C则因为剩余时间超过了时间片而需要多轮运行。这展示了轮转法的一个潜在问题，即如果进程的执行时间大于时间片，它们会被多次调度，导致上下文切换的开销增加。
