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3.1 基本概念3.2 涉及调度算法要考虑的问题（设计要点）3.3 典型的调度算法
3.1 基本概念
处理机管理的工作是对CPU资源进行合理的分配使用，以提高处理机利用率，并使各用户公平地得到处理机资源。 调度的类型 高级调度/宏观调度/作业调度 对每个作业进行调度中级调度/内外存交换（内存和外存的调度） 将进程的部分或全部换出到外存上（挂起），将当前所需部分换入到内存低级调度/微观调度/进程或线程调度（进程和CPU的调度）【最基本的一种调度】 从就绪队列中选取一个，将处理机分配给他何时进行调度 主动放弃CPU：进程正常终止、运行过程中发生异常而终止、进程主动请求阻塞（eg：IO）被动放弃CPU：时间片到、有更紧急的事需要处理（eg：IO中断）、更高优先级的进程进入就绪队列何时进行切换 OS获得控制权后，就需要判断是否要切换进程 **用户调用：**来自程序的显式请求(如：打开文件)，该进程多半会被阻塞**陷阱：**最末一条指令导致出错，会引起进程移至退出状态**中断：**外部因素影响当前指令的执行，控制被转移至中断处理程序在进程上下文中切换的步骤： 保存处理器的上下文，包括程序计数器和其它寄存器更新正在运行进程的PCB把进程的PCB移至合适的队列，eg：就绪、阻塞选择另一个要执行的进程，更新其PCB跳转到新进程PCB中的程序计数器所指向的位置执行恢复处理机上下文辨析：进程上下文切换 vs 陷入内核 进程上下文切换（Process Context Switch） 通常由调度器执行保存进程执行断点切换内存映射（页表基址、flush TLB）（修改页表基址？） 陷入内核 CPU状态改变由中断、异常、Trap指令（系统调用）引起。（OS权限改变，转到内核态）需要保存执行现场（寄存器、堆栈等） 从用户态到内核态的切换(mode switch)涉及到的切换主要是寄存器上下文的切换，和通常所说的进程上下文切换（Process Context Switch）不同，mode switch的消耗相对要小很多。调度的性能准则 从用户的角度、处理机的角度、算法实现的角度综合判断调度性能准则
调度算法本身的调度性能准则 易于实现、维护执行开销比 算法本身执行时间、占用空间算法开销占调度后整体任务执行时间比例 3.2 涉及调度算法要考虑的问题（设计要点）进程优先级（数） 优先级(数)：表现了进程的重要性和紧迫性静态优先级、动态优先级进程就绪队列组织 按优先级排队方式另一种方式：所有进程创建之后都进入到第一级就绪队列，随着进程的运行，可能会降低某些进程的优先级，如某些进程的时间片用完了，那么就会将其降级。占用CPU的方式：不可抢占式、抢占式方式 进程的分类1：I/O密集型与CPU密集型 进程的分类2： 批处理进程（无需与用户交互、不需快响应）交互式进程（需用户交互)实时进程（高优先级优先、响应快) 3.3 典型的调度算法
常用的调度算法概述【王道P66】 ⋆ \star ⋆ 先来先服务（FCFS）——作业/进程调度 有利于长作业、不利于短作业；有利于CPU繁忙的作业，不利于I/O繁忙的作业；算法简单效率低⋆ \star ⋆ 最短作业优先（SJF） 非抢占式 优点： 比FCFS改善平均周转时间和平均带权周转时间，缩短作业的等待时间提高系统的吞吐量缺点：对长作业不利；不能根据作业紧迫程度来划分执行的优先级；难以准确估计作业/进程的执行时间 最短剩余时间响应（SRTF） 在短作业优先的基础上，改进为抢占式。缺点：可能产生”饥饿“最高响应比优先（HRRF）——作业/进程调度 响应比RP（相应优先级）=（已等待时间+要求运行时间）/（要求运行时间）缺点：计算后备作业队列中每个作业的响应比，有一定的时间开销，性能比SJF略差优点：短作业容易得到较高的响应比；长作业等待时间足够长后，也将获得足够高的响应比；不会饥饿⋆ \star ⋆ 时间片轮转——进程调度 优点：公平、响应快、适用于分时操作系统缺点：高频率的进程切换有一定开销、不区分任务的紧急程度、增大进程响应时间⋆ \star ⋆ 优先级算法——作业/进程调度 适用于作业调度和进程调度，可分为抢占式和非抢占式优点：区分了紧急程度，适用于实时操作系统缺点：可能产生饥饿多级队列算法（MQ） 不同队列可有不同的不同的优先级、时间片长度、调度策略等多级反馈队列（MFQ） 时间片轮转+优先级算法不必估计进程的执行时间，动态调节扩展： 实时系统的调度算法 多处理机调度 Linux处理机调度 |
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