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  • 问一:说说进程调度算法有哪些

    千次阅读 2019-04-26 13:24:29
    FCFS调度算法采用的是不可抢占的调度方式,一旦一个进程占有处理机,就一直运行下去,直到该进程完成其工作,或因等待某一事件而不能继续执行时,才释放处理机。操作系统如果采用这种进程调度方...

    1、先来先服务(FCFS)

    处于就绪态的进程按先后顺序链入到就绪队列中,而FCFS调度算法按就绪进程进入就绪队列的先后次序选择当前最先进入就绪队列的进程来执行,直到此进程阻塞或结束,才进行下一次的进程选择调度。

    FCFS调度算法采用的是不可抢占的调度方式,一旦一个进程占有处理机,就一直运行下去,直到该进程完成其工作,或因等待某一事件而不能继续执行时,才释放处理机。操作系统如果采用这种进程调度方式,则一个运行时间长且正在运行的进程会使很多晚到的且运行时间短的进程的等待时间过长。


    2、短作业优先(SJF)

    其实目前作业的提法越来越少,我们姑且把“作业”用“进程”来替换,改称为短进程优先调度算法,此算法选择就绪队列中确切(或估计)运行时间最短的进程进入执行。它既可采用可抢占调度方式,也可采用不可抢占调度方式。可抢占的短进程优先调度算法通常也叫做最短剩余时间优先(Shortest Remaining Time First,SRTF)调度算法。短进程优先调度算法能有效地缩短进程的平均周转时间,提高系统的吞吐量,但不利于长进程的运行。而且如果进程的运行时间是“估计”出来的话,会导致由于估计的运行时间不一定准确,而不能实际做到短作业优先。


    3、时间片轮转(RR)

    RR 调度算法与FCFS 调度算法在选择进程上类似,但在调度的时机选择上不同。RR调度算法定义了一个的时间单元,称为时间片(或时间量)。一个时间片通常在1~100 ms之间。当正在运行的进程用完了时间片后,即使此进程还要运行,操作系统也不让它继续运行,而是从就绪队列依次选择下一个处于就绪态的进程执行,而被剥夺CPU使用的进程返回到就绪队列的末尾,等待再次被调度。时间片的大小可调整,如果时间片大到让一个进程足以完成其全部工作,这种算法就退化为FCFS调度算法;若时间片设置得很小,那么处理机在进程之间的进程上下文切换工作过于频繁,使得真正用于运行用户程序的时间减少。时间片可以静态设置好,也可根据系统当前负载状况和运行情况动态调整,时间片大小的动态调整需要考虑就绪态进程个数、进程上下文切换开销、系统吞吐量、系统响应时间等多方面因素。


    4、高响应比优先(Highest Response Ratio First,HRRF)

    HRRF调度算法是介于先来先服务算法与最短进程优先算法之间的一种折中算法

     

     

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  • 进程调度算法有哪些? 先来先服务调度算法: 非抢占式的调度算法,按照请求的顺序进行调度。有利于长作业,但不利于短作业,因为可能出现短作业一直等待前面的长作业执行完毕才执行的问题。 短作业优先调度算法:...

    进程的调度算法有哪些?

    • 先来先服务调度算法: 按照请求的顺序进行调度。有利于长作业,但不利于短作业,因为可能出现短作业一直等待前面的长作业执行完毕才执行的问题。(非抢占式的调度算法)
    • 短作业优先调度算法: 按估计运行时间最短的顺序进行调度。如果一直有短作业到来,那么长作业可能永远得不到调度。(非抢占式的调度算法)
    • 最短剩余时间优先调度算法: 按剩余运行时间的顺序进行调度。 当一个新的作业到达时,其整个运行时间与当前进程的剩余时间作比较。如果新的进程需要的时间更少,则挂起当前进程,运行新的进程。
    • 优先级调度算法: 为每个进程分配一个优先级,按优先级进行调度。
    • 时间片轮转调度算法: 将所有就绪进程按先来先服务的原则排成一个队列,每次调度时,把 CPU 时间片分给队首的进程,该进程可以执行一个时间片。当时间片用完时,由计时器发出时钟中断,调度程序便停止该进程,并将它送到队列的末尾,同时继续把 CPU 时间片分给队首的进程。时间片轮转算法的效率和时间片的大小有关,如果时间片太小,会导致进程切换得太频繁,在进程切换上就会花过多时间。如果时间片过大,实时性就得不到保证。

    什么是抢占式调度?什么是非抢占式调度?

    • 抢占式就是说操作系统将正在运行的进程强行暂停,由调度器将CPU分配给其他就绪进程。

    • 非抢占式是调度器一旦把处理机分配给某进程后便让它一直运行下去,直到进程完成或发生进程调度进程调度某事件而阻塞时,才把处理机分配给另一个进程。

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  • 进程调度算法有哪些? 先来先服务调度算法: 按照请求的顺序进行调度。有利于长作业,但不利于短作业,因为可能出现短作业一直等待前面的长作业执行完毕才执行的问题。(非抢占式的调度算法) 短作业优先调度算法...

    进程的调度算法有哪些?

    • 先来先服务调度算法: 按照请求的顺序进行调度。有利于长作业,但不利于短作业,因为可能出现短作业一直等待前面的长作业执行完毕才执行的问题。(非抢占式的调度算法)
    • 短作业优先调度算法: 按估计运行时间最短的顺序进行调度。如果一直有短作业到来,那么长作业可能永远得不到调度。(非抢占式的调度算法)
    • 最短剩余时间优先调度算法: 按剩余运行时间的顺序进行调度。 当一个新的作业到达时,其整个运行时间与当前进程的剩余时间作比较。如果新的进程需要的时间更少,则挂起当前进程,运行新的进程。
    • 优先级调度算法: 为每个进程分配一个优先级,按优先级进行调度。
    • 时间片轮转调度算法: 将所有就绪进程按先来先服务的原则排成一个队列,每次调度时,把 CPU 时间片分给队首的进程,该进程可以执行一个时间片。当时间片用完时,由计时器发出时钟中断,调度程序便停止该进程,并将它送到队列的末尾,同时继续把 CPU 时间片分给队首的进程。时间片轮转算法的效率和时间片的大小有关,如果时间片太小,会导致进程切换得太频繁,在进程切换上就会花过多时间。如果时间片过大,实时性就得不到保证。
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  • 进程调度与死锁

    2020-02-12 10:23:01
    本章节目录 ...2.2.1 一个好的算法有哪些特点 3. 实时系统中的调度 3.1 实现实时调度的基本条件 4. 进程切换 4.1 进程切换的定义 4.2 进程切换的步骤 5. 多处理调度 5.1 多处理器系统的...

    本章节目录

    1. 进程调度的功能与时机

    1.1 进程调度的功能

    1.2 何时需要进程调度

    2. 进程调度算法

    2.1 进程调度算法分类

    2.2 选择调度方式和算法应遵循的规则

    2.2.1 一个好的算法有哪些特点

    3. 实时系统中的调度

    3.1 实现实时调度的基本条件

    4. 进程切换

    4.1 进程切换的定义

    4.2 进程切换的步骤

    5. 多处理调度

    5.1 多处理器系统的类型

    5.2 对称系统分配方式

    5.3 非对称系统分配方式

    5.4 进程(或线程)的调度方式

    5.4.1 自调度模式

    5.4.2 成组调度

    5.4.3 专用处理器分配

    6. 死锁

    6.1 死锁的定义

    6.2 产生死锁的原因

    6.3 产生死锁的必要条件

    6.4 解除死锁


    1. 进程调度的功能与时机

    1.1 进程调度的功能

    1. 进程调度的功能由操作系统的进程调度程序完成

    2. 按照某种策略和算法从就绪态进程中当前空闲的CPU选择在其上运行的新进程

    1.2 何时需要进程调度

    • 进程正常结束
    • 进程阻塞
    • 有更高优先级的进程参与
    • 时间片用完
    • 进程的异常终止

    2. 进程调度算法

    2.1 进程调度算法分类

    1. 先来先服务调度算法:从就绪队列的队首最先到达就绪队列的进程,为该进程分配CPU

    2. 短进程优先调度算法:从就绪队列中选择估计运行时间最短的进程,为该进程分配CPU

    3. 优先权调度算法:系统将CPU分配给就绪队列中优先权最高的进程

    4. 时间片轮转调度算法:系统将所有就绪进程按先来先服务的原则,排成一个队列,每次调度时把CPU分给队首进程,并令其执行一个时间片。当时间片用完时,调度程序终止当前进程的执行,并将它送到就绪队列的队尾。

    5. 多级队列调度算法:将就绪队列分成多个独立队列,每个队列有自己的调度算法

    6. 多级反馈队列调度算法:建立多个优先权不同的就绪队列,每个队列有大小不同的时间片。

    2.2 选择调度方式和算法应遵循的规则

    2.2.1 一个好的算法有哪些特点

    • 处理速度快:作业从提交开始,到作业完成,花费时间短
    • 可靠性高:保证作业在规定时间段内完成
    • 系统吞吐量高:系统在单位时间内完成的作业量多
    • CPU利用率高:CPU的利用率尽可能高

    3. 实时系统中的调度

    3.1 实现实时调度的基本条件

    1. 提供必要的调度信息

    2. 系统处理能力强

    3. 采用抢占式调度机制

    4. 具有快速切换机制

    4. 进程切换

    4.1 进程切换的定义

    当前正在执行的进程称为被替换进程,让出正在使用的CPU资源,以运行被进程调度程序选中的新进程。

    4.2 进程切换的步骤

    1. 保存包括程序计数器和其他寄存器在内的CPU上下文环境

    2. 更新被替换进程的进程控制块

    3. 修改进程状态,把执行态改为就绪态或者阻塞态

    4. 将被替换进程的进程控制块移到就绪队列或者阻塞队列

    5. 执行通过进程调度程序选中的新进程,并更新该进程的进程控制块

    6. 更新内存管理的数据结构

    7. 恢复被调用程序选中的进程的硬件上下文

    5. 多处理调度

    5.1 多处理器系统的类型

    根据处理器的耦合程度,多处理器可以分为紧密耦合和松弛耦合的多处理器系统:

    1. 紧密耦合:共享主存储器和I/O设备

    2. 松弛耦合:有各自的存储器和I/O设备

    根据处理器的结构功能是否相同,多处理器操作系统可以分为对称和非对称处理器系统:

    1. 对称:处理单元功能和结构相同

    2. 非对称:有多中类型的处理单元,一个主处理器,多个从处理器

    5.2 对称系统分配方式

    静态分配:就绪队列的进程只能在与就绪队列对应的处理器上运行

    动态分配:进程随机地被分配到当时处于空闲状态的某一处理器上执行

    5.3 非对称系统分配方式

    主从式操作系统:从处理器向主机请求进程,主机分配进程给从处理器

    5.4 进程(或线程)的调度方式

    5.4.1 自调度模式

    定义:采用自调度的系统中设置有一个公共的就绪队列,任何一个空闲的处理器都可以自行从该就绪队列中选取一个进程或者一个线程运行。

    优点:易移植、有利于提高CPU的利用率

    缺点:瓶颈问题、低效性、线程切换频繁

    5.4.2 成组调度

    定义:系统将一组相互合作的进程或线程同时分配到一组处理器上运行,进程或线程与处理器一一对应

    优点:减少线程切换、减少调度开销

    5.4.3 专用处理器分配

    定义:在程序执行期间,专门为该程序分配一组处理器,每个线程一个处理器

    优点:加快程序运行速度、避免进程切换

    缺点:处理器资源严重浪费

    6. 死锁

    6.1 死锁的定义

    由于多个进程竞争共享资源而引起的进程不能向前推进的僵死状态被称为死锁。

    6.2 产生死锁的原因

    竞争共享资源且分配资源的顺序不当

    6.3 产生死锁的必要条件

    只有以下四种条件同时满足,才会产生死锁

    1. 互斥条件:至少两个进程同时抢占资源

    2. 请求和保持条件:要求进程一次性申请需要的全部资源,申请其他资源前释放已经占用的资源

    3. 不剥夺条件:系统抢占被占用的资源分配给需要的进程

    4. 环路等待条件:进程必须按照规定的顺序申请资源

    6.4 解除死锁

    1. 死锁的预防:通过破坏死锁的产生条件来保证不发生死锁

    2. 死锁的避免:通过合理的算法来分配资源,从而保证不发生死锁

    3. 死锁的检测:检测当前系统是否出现死锁

    4. 死锁的解除:检测到系统有死锁后进行解除

     

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