【操作系统】王道考研 p16 调度算法:时间片轮转、优先级调度、多级反馈队列调度算法

2023-11-09

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知识总览

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时间片轮转(RR,Round-Robin)

常用于分时操作系统,更注重“响应时间”,因此此处不计算周转时间。

算法思想:公平地、轮流地为各个进程服务,让每个进程在一定时间间隔内都可以得到相应
算法规则:按照各进程到达就绪队列的顺序轮流让各个进程执行一个时间片。若进程未在一个时间片内执行完,则剥夺处理机,将进程重新放到就绪队列队尾重新排队。
用于作业/进程调度:
用于进程调度。只有作业放入内存建立了相应的进程后,才会被分配处理机时间片。
是否可抢占:是。若进程未能在时间片内运行完,将被强行剥夺处理机使用权,因此时间片轮转调度算法属于抢占式算法。由时钟装置发出时钟中断来通知CPU时间片已到。
优缺点:
优点:公平,响应快。适用于分时操作系统。
缺点:由于高频率的进程切换,会产生一定的开销。
不区分任务的紧急程度。
是否会导致饥饿:不会。

时间片轮转例子:
时间片大小为2:
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时间片大小为5:
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得出结论:
时间片太大,会退化为先来先服务算法。
时间片太小,进程切换过于频繁,开销会很大。

所以时间片不能太大也不能太小。

优先级调度算法

算法思想:根据任务的紧急程度来决定处理顺序
算法规则:调度时选择优先级最高的作业/进程
用于作业/进程调度:都可以用,甚至会用于之后的I/O调度。
是否可抢占:都有。
非抢占式:只需在进程主动放弃处理机时进行调度。
抢占式:在就绪队列变化时,查看优先级,检查是否会发生抢占。
优缺点:
优点:用优先级区分紧急、重要程度,适用于实时操作系统。
可灵活地调整对各种作业/进程的偏好程度。
缺点:若一直有高优先级的进程来,那低优先级的可能会饥饿。
是否会导致饥饿:会。

优先级调度算法例子:
非抢占式优先级调度算法
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抢占式优先级调度算法
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补充:
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多级反馈队列调度算法

引入:
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算法思想:对其他调度算法的折中权衡
算法规则:
1.设置多级就绪队列,各级队列优先级从高到低,时间片从小到大
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优先级越高,时间片越短,刚进来的进程都是放到第一级(优先级最高)的队列中
已经在最下级的用完了还会放到最下级
2.新进程到达时先进入第1级队列,按照先来先服务原则排队等待被分配时间片,若时间片用完了还没结束,则掉入下一级队列队尾若此时已经是在最下级的队列,则重新放回该队列队尾
3.只有当第k级队列为空时,才会为k+1级队头的进程分配时间片。

用于作业/进程调度:进程调度。
是否可抢占:抢占。在k级队列的进程运行过程中,若更上级的队列中进入一个新进程,则因为它优先级高,它就会抢占处理机,原来运行的会放回到k级队列队尾。
优缺点:

是否会导致饥饿:是

多级反馈调度算法的例子:
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总结

这三种算法适用于交互式系统。
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