排程演算法(時間片輪轉 優先順序排程 多級反饋佇列)

2021-10-02 22:22:40 字數 2755 閱讀 4368

排程演算法

(1)時間片輪轉排程演算法(rr)

(2)優先順序排程演算法

(3)多級反饋佇列排程演算法

tips:各種排程演算法的學習思路

1.演算法思想

2.演算法規則

3.這種排程演算法是用於作業排程還是程序排程?

4.搶占式?非搶占式?

5.優點和缺點

6.是否會導致飢餓

(1)演算法思想

公平地、輪流地為各個程序服務,讓每個程序在一-定時間間隔內都可以得到響應

(2)演算法規則

按照各程序到達就緒佇列的順序,輪流讓各個程序執行一乙個時間片(如100ms)。若程序未在乙個時間片內執行完,則剝奪處理機,將程序重新放到就緒佇列隊尾重新排隊。

(3)用於作業/程序排程

用於程序排程(只有作業放入記憶體建立了相應的程序後,才能被分配處理機時間片)

(4)是否可搶占?

若程序未能在時間片內執行完,將被強行剝奪處理機使用權,因此時間片輪轉排程演算法屬於搶占式的演算法。由時鐘裝置發出時鐘中斷來通知cpu時間片已到

(5)優缺點

優點:公平:響應快,適用於分時作業系統:

缺點:由於高頻率的程序切換,因此有一定開銷; 不區分任務的緊急程度。

(6)是否會導致飢餓

不會分析時候,時間片大小分別為2和5的情況:

(1)時間片大小為2

(2)時間片大小為5

(3)若按照先來先服務排程演算法

(1)演算法思想

隨著計算機的發展,特別是實時作業系統的出現,越來越多的應用場景需要根據任務的緊急程度來決定處理順序

(2)演算法規則

排程時選擇優先順序最高的作業/程序

(3)用於作業/程序排程

既可用於作業排程,也可用於程序排程。甚至,還會用於在之後會學習的i/o排程中

(4)是否可搶占?

搶占式、非搶占式都有。區別在於:非搶占式只需在程序主動放棄處理機時進行排程即可,而搶占式還需在就緒佇列變化時,檢查是否會發生搶占。

(5)優缺點

優點:用優先順序區分緊急程度、重要程度,適用於實時作業系統。可靈活地調整對各種作業/程序的偏好程度。

缺點:若源源不斷地有高優先順序程序到來,則可能導致飢餓

(6)是否會導致飢餓

會補充:

就緒佇列未必只有乙個,可以按照不同優先順序來組織。另外,也可以把優先順序高的程序排在更靠近隊頭的位置

根據優先順序是否可以動態改變,可將優先順序分為靜態優先順序和動態優先順序兩種。

靜態優先順序:建立程序時確定,之後一直不變。

動態優先順序:建立程序時有乙個初始值,之後會根據情況動態地調整優先順序。

通常:系統程序優先順序高於使用者程序

前台程序優先順序高於後台程序

作業系統更偏好i/o型程序(或稱i/o繁忙型程序)

注:與i/o型進 程相對的是計算型程序(或稱cpu繁忙型程序)

i/o裝置和cpu可以並行工作。如果優先讓i/o繁忙型程序優先執行的話,則越有可能讓i/o裝置盡早地投入工作,則資源利用率、系統吞吐量都會得到提公升

可以從追求公平、提公升資源利用率等角度考慮

如果某程序在就緒佇列中等待了很長時間,則可以適當提公升其優先順序

如果某程序占用處理機執行了很長時間,則可適當降低其優先順序

如果發現乙個程序頻繁地進行i/o操作,則可適當提公升其優先順序

(1)搶占式

(2)非搶占式

(1)演算法思想

對其他排程演算法的折中權衡

(2)演算法規則

1.設定多級就緒佇列,各級佇列優先順序從高到低,時間片從小到大

2.新程序到達時先進入第1級佇列,按fcfs原則排隊等待被分配時

間片,若用完時間片程序還未結束,則程序進入下一級佇列隊尾。如果此時已經是在最下級的佇列,則重新放回該隊列隊尾

3.只有第k級隊列為空時,才會為k+1級隊頭的程序分配時間片

(3)用於作業/程序排程

用於程序排程

(4)是否可搶占?

搶占式的演算法。在k級佇列的程序執行過程中,若更上級的佇列(1~k-1級)中進入了乙個新程序,則由於新程序處於優先順序更高的佇列中,因此新程序會搶占處理機,原來執行的程序放回k級佇列隊尾。

(5)優缺點

對各型別程序相對公平(fcfs的優點) ;每個新到達的程序都可以很快就得到響應(rr的優點) ;短程序只用較少的時間就可完成(spf的優點) :不必實現估計程序的執行時間(避免使用者作假) ;可靈活地調整對各類程序的偏好程度,比如cpu密集型程序、i/o密集型程序(拓展:可以將因i/o而阻塞的程序重新放回原佇列,這樣i/o型程序就可以保持較高優先順序)

(6)是否會導致飢餓

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