3.进程的调度

三级调度

1. 高级调度（作业调度），首次从磁盘调入内存，频率非常低（几分钟一次）
2. 中级调度（内存调度），磁盘内存互调，提高内存利用率和系统吞吐量（换入换出）（通常以秒计算）
3. 低级调度（进程调度），频率很高，CPU的分配（几十毫秒一次）

进程调度队列模型：

高级调度+低级调度队列模型：

三级调度队列模型：

调度算法

1. FCFS（先来先服务调度）：算法简单，效率低。利长不利短、利CPU不利IO，明显不适合分时系统、实时系统
2. SJF（短作业优先调度）：利短不利长（长易饥饿），但平均等待时间、平均周转时间最少
3. 优先级调度：剥夺式优先级、非剥夺式优先级、静态优先级、动态优先级
4. 高响应比优先调度：是FCFS和SJF的一种综合平衡（关键是理解响应比）
5. 时间片轮转调度：时间片大小影响、分时系统（☆只能用于进程调度）
6. 多级反馈队列调度=时间片+优先级+队列（☆只能用于进程调度）

FCFS（先来先服务调度）

算法思想：先排队先服务

调度方式：非抢占

调度时机：一个进程结束

特点：算法简单，效率低。利长不利短，利于CPU忙、不利IO忙，不适合分时系统、实时系统

案例：打印机、银行窗口

SJF（短作业优先调度）

算法思想：优先选择短作业

调度方式：非抢占式、抢占式

调度时机：程序结束、I/O阻塞、更短作业进入

特点：利短不利长（长易饥饿），不能保证紧迫作业及时运行，但平均等待时间、平均周转时间最少，吞吐量很大

优先级调度

算法思想：优先选择高优先级进程

调度方式：非抢占式、抢占式

调度时机：程序结束、I/O阻塞、更高优先级进入队列

特点：满足紧迫作业要求，适合用于实时系统中

高响应比优先调度

响应比 \(R_P=\frac{等待时间+服务（运行）时间}{服务（运行）时间}\)

算法思想：优先选择响应比高的进程

调度方式：非抢占、抢占（主要用于作业调度中）

调度时机：程序结束、I/O阻塞、更高响应比进入

特点：是FCFS和SJF的结合。既克服了饥饿，兼顾了长作业，又能让短作业先运行

• 等待时间相同，服务时间越短，响应比越高，有利于短作业，类似SJF
• 服务时间相同，等待时间越长，响应比越高，类似FCFS

时间片轮转调度（☆只能用于进程调度）

算法思想：分时间片轮流获取CPU

调度方式：抢占式

调度时机：时间片完

特点：时间片大小对系统性能影响很大，太大退化成FCFS算法，太小则时空开销大，适用于分时系统

多级反馈队列调度（☆只能用于进程调度）

算法思想：FCFS+优先级+时间片轮转

调度方式：综合

调度时机：综合

特点：短作业优先，周转时间短，长作业可得到处理

调度准则

1. CPU利用率：\(CPU利用率=\frac{CPU工作时间}{CPU工作时间+CPU空闲等待时间}\)（尽可能忙）
2. 系统吞吐量：单位时间内，CPU完成作业的数量（尽可能大）
3. 周转时间：完成时间-提交时间（尽可能短）
   • \(平均周转时间=\frac{作业1的周转时间+……+作业n的周转时间}{n}\)
   • \(带权周转时间=\frac{周转时间}{实际运行时间}\)
   • \(平均带权周转时间=\frac{作业1的带权周转时间+……+作业n的带权周转时间}{n}\)
4. 等待时间：等待CPU时间（尽可能短）
5. 响应时间：提交请求到首次产生响应的时间