下述調度演算法

A. 常見的調度演算法總結

一、FCFS——先來先服務和短作業（進程）優先調度演算法

1. 先來先服務調度演算法。

先來先服務（FCFS）調度演算法是一種最簡單的調度演算法，該演算法既可用於作業調度， 也可用於進程調度。FCFS演算法比較有利於長作業（進程），而不利於短作業（進程）。由此可知，本演算法適合於CPU繁忙型作業， 而不利於I/O繁忙型的作業（進程）。

2. 短作業（進程）優先調度演算法。

短作業（進程）優先調度演算法（SJ/PF）是指對短作業或短進程優先調度的演算法，該演算法既可用於作業調度， 也可用於進程調度。但其對長作業不利；不能保證緊迫性作業（進程）被及時處理；作業的長短只是被估算出來的。

二、FPF高優先權優先調度演算法

1. 優先權調度演算法的類型。

為了照顧緊迫性作業，使之進入系統後便獲得優先處理，引入了最高優先權優先（FPF）調度演算法。 此演算法常被用在批處理系統中，作為作業調度演算法，也作為多種操作系統中的進程調度，還可以用於實時系統中。當其用於作業調度， 將後備隊列中若干個優先權最高的作業裝入內存。當其用於進程調度時，把處理機分配給就緒隊列中優先權最高的進程，此時， 又可以進一步把該演算法分成以下兩種：

1)非搶占式優先權演算法

2)搶占式優先權調度演算法（高性能計算機操作系統）

2. 優先權類型 。

對於最高優先權優先調度演算法，其核心在於：它是使用靜態優先權還是動態優先權， 以及如何確定進程的優先權。

3.動態優先權

高響應比優先調度演算法為了彌補短作業優先演算法的不足，我們引入動態優先權，使作業的優先等級隨著等待時間的增加而以速率a提高。 該優先權變化規律可描述為：優先權=（等待時間+要求服務時間）/要求服務時間；即 =（響應時間）/要求服務時間

三、基於時間片的輪轉調度演算法

1.時間片輪轉法。

時間片輪轉法一般用於進程調度，每次調度，把CPU分配隊首進程，並令其執行一個時間片。 當執行的時間片用完時，由一個記時器發出一個時鍾中斷請求，該進程被停止，並被送往就緒隊列末尾；依次循環。

2. 多級反饋隊列調度演算法

多級反饋隊列調度演算法多級反饋隊列調度演算法，不必事先知道各種進程所需要執行的時間，它是目前被公認的一種較好的進程調度演算法。 其實施過程如下：

1) 設置多個就緒隊列，並為各個隊列賦予不同的優先順序。在優先權越高的隊列中， 為每個進程所規定的執行時間片就越小。

2) 當一個新進程進入內存後，首先放入第一隊列的末尾，按FCFS原則排隊等候調度。 如果他能在一個時間片中完成，便可撤離；如果未完成，就轉入第二隊列的末尾，在同樣等待調度…… 如此下去，當一個長作業（進程）從第一隊列依次將到第n隊列（最後隊列）後，便按第n隊列時間片輪轉運行。

3) 僅當第一隊列空閑時，調度程序才調度第二隊列中的進程運行；

僅當第1到第（ i-1 ）隊列空時， 才會調度第i隊列中的進程運行，並執行相應的時間片輪轉。

4) 如果處理機正在處理第i隊列中某進程，又有新進程進入優先權較高的隊列， 則此新隊列搶占正在運行的處理機，並把正在運行的進程放在第i隊列的隊尾。

B. 操作系統處理機典型調度演算法

1.先來先服務演算法
作業調度、進程調度
先來的先分配處理機
優點：演算法簡單，對長作業有利，有利於CPU繁忙型作業（計算型）
缺點：效率低，不利於短作業，不利於IO繁忙型作業
不會導致飢餓
非搶占型的演算法

2.短作業優先演算法
進程調度
優先選擇預計運行時間最短的進程
優點：平均等待時間、平均周轉時間短
缺點：對長作業不利，造成飢餓現象，沒有考慮作業的緊迫性，用戶可能縮短作業預估時間，使得無法做到短作業優先
產生「飢餓」現象。如果一直得不到服務，則稱為「餓死」
SJF和SPF（短進程優先（SPF）演算法）是非搶占式的演算法。但是也有搶占式的版本——最短剩餘時間優先算雹激拍法

3.優先順序調度演算法
作業調度、進程調度

分類：
剝奪型：立即停止當前運行進程，將處理機分配給更高優先順序進程
非剝奪型：等待當前進程運行完成，然後將處理機分配給更高優先順序進程

優先順序分配：
靜態優先順序：進程創建後無法對優先順序進行修改
動態優先順序：可以根據進程運行狀態，對進程優先順序進行動態調整

優先順序設置原則：
系統進程>用戶進程
交互性進程>非交互性進程
I/O進程>計算型進程（CPU繁忙型）

產生「飢餓」現象
有搶占式的，也有非搶占式的

4.高響應比調度演算法
響應比=（等待時間+要求服務時間）/要求服務時間=1+等待時間/要求服務時間
等待時間相同情況下，要求服務時間越短響應比越大，有利於短作業進程
要求服務時間相同，作業響應比由其等待時間決定，等待時間越長響應比越高，實現先來先服務
對於長作業，作業的響應比可以隨等待時間的增加而提高，等待時間足夠長時，其響應比可以升到很高，從而獲得處理機
不會導致飢餓
非搶占式的演算法

6.時間片輪轉演算法
使用與分時系統，使用時間片，就緒進程按照到達先後排成隊列，依次在時間片內佔用處理機，時間片達到時就釋放處理機
時間片選擇很重要，過大就變成了先來先服務，過短又變成了短作業優先
時間片影響因素：系統響應時間，就緒隊列中的進程進程數目和系統的處理能力
不會導致飢餓
搶占式

7.多級反饋隊列調度演算法
實現思想：設置多個就緒隊列，為每個隊列設置不同的優先順序，優先鉛茄級一次遞減。每個隊列中的時間片各不相同，時間片依次遞減。每個隊列按照先來先服務原則進行進程排隊，若規定時間片內沒有完成，就將進程放入下一級。只有到高級隊列為空的時候，低等級隊列才能開始調度

優點：
終端型作業用戶：源羨短作業優先
短批處理作業用戶：周轉時間較短
長批處理作業用戶：前面幾個隊列得到部分執行，不會長期得不到處理

產生「飢餓」現象

搶占式

C. 進程調度演算法

調度算指:根據系統資源配策略所規定資源配算
、先先服務短作業(進程)優先調度算
1.
先先服務調度算先先服務(FCFS)調度算種簡單調度算該算既用於作業調度
用於進程調度FCFS算比較利於作業(進程)利於短作業(進程)由知本算適合於CPU繁忙型作業
利於I/O繁忙型作業(進程)
2.
短作業(進程)優先調度算短作業(進程)優先調度算(SJ/PF)指短作業或短進程優先調度算該算既用於作業調度
用於進程調度其作業利;能保證緊迫性作業(進程)及處理;作業短估算
二、高優先權優先調度算
1.
優先權調度算類型照顧緊迫性作業使進入系統便獲優先處理引入高優先權優先(FPF)調度算
算用批處理系統作作業調度算作種操作系統進程調度用於實系統其用於作業調度
備隊列若干優先權高作業裝入內存其用於進程調度處理機配給緒隊列優先權高進程
進步該算兩種:
1)非搶占式優先權算
2)搶占式優先權調度算(高性能計算機操作系統)
2.
優先權類型
於高優先權優先調度算其核於:使用靜態優先權態優先權
及何確定進程優先權
3.
高響應比優先調度算
彌補短作業優先算足我引入態優先權使作業優先等級隨著等待間增加速率a提高
該優先權變化規律描述:優先權=(等待間+要求服務間)/要求服務間;即
=(響應間)/要求服務間
三、基於間片輪轉調度算
1.
間片輪轉間片輪轉般用於進程調度每調度CPU配隊首進程並令其執行間片
執行間片用完由記器發鍾斷請求該進程停止並送往緒隊列末尾;依循環
2.
級反饋隊列調度算
級反饋隊列調度算級反饋隊列調度算必事先知道各種進程所需要執行間目前公認種較進程調度算
其實施程:
1)
設置緒隊列並各隊列賦予同優先順序優先權越高隊列
每進程所規定執行間片越
2)
新進程進入內存首先放入第隊列末尾按FCFS原則排隊等候調度
能間片完便撤離;未完轉入第二隊列末尾同等待調度……
作業(進程)第隊列依第n隊列(隊列)便按第n隊列間片輪轉運行
3)
僅第隊列空閑調度程序才調度第二隊列進程運行;僅第1第(i-1)隊列空
才調度第i隊列進程運行並執行相應間片輪轉
4)
處理機處理第i隊列某進程新進程進入優先權較高隊列
則新隊列搶占運行處理機並運行進程放第i隊列隊尾

D. 作業調度的演算法有哪些

作業調度的演算法有：演算法有先來先服務、最短作業優先演算法、最高響應比優先演算法、基於優先數調度演算法。

1、演算法有先來先服務

最簡單的調度演算法，按作業的先後順序進行調度，只考慮每個作業的等待時間而未考慮執行時間的長短。

2、最短作業優先演算法

最短作業優先演算法是對先來先服務演算法的改進，其目標是減少平均周轉時間。對預計執行時間短的作業優先分派處理機。通常後來的短作業不搶先正在執行的作業。 只考慮執行時間而未考慮等待時間的長短。

3、最高響應比優先演算法

最高響應比優先演算法是對先來先服務方式和最短作業優先演算法方式的一種綜合平衡。最高響應比優先法調度策略同時考慮每個作業的等待時間的長短和估計需要的執行時間長短，從中選出相應比最高的作業投入執行。

4、基於優先數調度演算法

優先數調度演算法常用於批處理系統中。在進程調度中，每次調度時，系統把處理機分配給就緒隊列中優先數最高的進程。它又分為兩種：非搶占式優先數演算法和搶占式優先數演算法。

(4)下述調度演算法擴展閱讀：

作業調度是指按照時間周期(年、月、日、時、分、秒等)對作業進行分割，並根據業務需求、作業長度、存儲管理及依賴性關系對作業的執行方式加以調度。主要任務是從作業後備隊列中選擇作業進入主存運行。作業調度的功能主要有以下幾方面：

1、記錄各作業在系統中的狀態；

2、從後備隊列中挑選一部分作業投入運行；

3、從被選中的作業做好執行前的准備工作；

4、在作業執行結束時，做善後處理工作。

進行作業調度有很多作業調度演算法，這些作業調度演算法要實現的目標是：

1、調度對所有作業都是公平合理的；

2、應使設備有較高的利用率（提供系統利用率）；

3、每次運行盡可能多的作業（提高系統吞吐量）；

4、較快的相應時間。

E. 第三章 進程調度的幾種方式

進程調度概念：操作系統必須為多個，嗎進程可能有競爭的請求分配計算機資源。對處理器而言，可分配的資源是在處理器上的執行時間，分配途徑是調度。調度功能必須設計成可以滿足多個目標，包括公平、任何進程都不會餓死、有效地使用處理器時間和低開銷。此外，調度功能可能需要為某些進程的啟動或結束考慮不同的優先順序和實時最後期限。

這些年以來，調度已經成為深入研究的焦點，並且已經實現了許多不同的演算法。如今，調度研究的重點是開發多處理系統，特別是用於多線程的。

下面簡介幾種調度演算法。

一、先來先服務和短作業(進程)優先調度演算法

1．先來先服務調度演算法

先來先服務(FCFS)調度演算法是一種最簡單的調度演算法，該演算法既可用於作業調度，也可用於進程調度。當在作業調度中採用該演算法時，每次調度都是從後備作業隊列中選擇一個或多個最先進入該隊列的作業，將它們調入內存，為它們分配資源、創建進程，然後放入就緒隊列。在進程調度中採用FCFS演算法時，則每次調度是從就緒隊列中選擇一個最先進入該隊列的進程，為之分配處理機，使之投入運行。該進程一直運行到完成或發生某事件而阻塞後才放棄處理機。

2．短作業(進程)優先調度演算法

短作業(進程)優先調度演算法SJ(P)F，是指對短作業或短進程優先調度的演算法。它們可以分別用於作業調度和進程調度。短作業優先(SJF)的調度演算法是從後備隊列中選擇一個或若干個估計運行時間最短的作業，將它們調入內存運行。而短進程優先(SPF)調度演算法則是從就緒隊列中選出一個估計運行時間最短的進程，將處理機分配給它，使它立即執行並一直執行到完成，或發生某事件而被阻塞放棄處理機時再重新調度。

二、高優先權優先調度演算法

1．優先權調度演算法的類型

為了照顧緊迫型作業，使之在進入系統後便獲得優先處理，引入了最高優先權優先(FPF)調度演算法。此演算法常被用於批處理系統中，作為作業調度演算法，也作為多種操作系統中的進程調度演算法，還可用於實時系統中。當把該演算法用於作業調度時，系統將從後備隊列中選擇若干個優先權最高的作業裝入內存。當用於進程調度時，該演算法是把處理機分配給就緒隊列中優先權最高的進程，這時，又可進一步把該演算法分成如下兩種。

1) 非搶占式優先權演算法

在這種方式下，系統一旦把處理機分配給就緒隊列中優先權最高的進程後，該進程便一直執行下去，直至完成；或因發生某事件使該進程放棄處理機時，系統方可再將處理機重新分配給另一優先權最高的進程。這種調度演算法主要用於批處理系統中；也可用於某些對實時性要求不嚴的實時系統中。

2) 搶占式優先權調度演算法

在這種方式下，系統同樣是把處理機分配給優先權最高的進程，使之執行。但在其執行期間，只要又出現了另一個其優先權更高的進程，進程調度程序就立即停止當前進程(原優先權最高的進程)的執行，重新將處理機分配給新到的優先權最高的進程。因此，在採用這種調度演算法時，是每當系統中出現一個新的就緒進程i 時，就將其優先權Pi與正在執行的進程j 的優先權Pj進行比較。如果Pi≤Pj，原進程Pj便繼續執行；但如果是Pi>Pj，則立即停止Pj的執行，做進程切換，使i 進程投入執行。顯然，這種搶占式的優先權調度演算法能更好地滿足緊迫作業的要求，故而常用於要求比較嚴格的實時系統中，以及對性能要求較高的批處理和分時系統中。

2．高響應比優先調度演算法

在批處理系統中，短作業優先演算法是一種比較好的演算法，其主要的不足之處是長作業的運行得不到保證。如果我們能為每個作業引入前面所述的動態優先權，並使作業的優先順序隨著等待時間的增加而以速率a 提高，則長作業在等待一定的時間後，必然有機會分配到處理機。該優先權的變化規律可描述為：

由於等待時間與服務時間之和就是系統對該作業的響應時間，故該優先權又相當於響應比RP。據此，又可表示為：

由上式可以看出：

(1) 如果作業的等待時間相同，則要求服務的時間愈短，其優先權愈高，因而該演算法有利於短作業。

(2) 當要求服務的時間相同時，作業的優先權決定於其等待時間，等待時間愈長，其優先權愈高，因而它實現的是先來先服務。

(3) 對於長作業，作業的優先順序可以隨等待時間的增加而提高，當其等待時間足夠長時，其優先順序便可升到很高，從而也可獲得處理機。簡言之，該演算法既照顧了短作業，又考慮了作業到達的先後次序，不會使長作業長期得不到服務。因此，該演算法實現了一種較好的折衷。當然，在利用該演算法時，每要進行調度之前，都須先做響應比的計算，這會增加系統開銷。

三、基於時間片的輪轉調度演算法

1．時間片輪轉法

1) 基本原理

在早期的時間片輪轉法中，系統將所有的就緒進程按先來先服務的原則排成一個隊列，每次調度時，把CPU 分配給隊首進程，並令其執行一個時間片。時間片的大小從幾ms 到幾百ms。當執行的時間片用完時，由一個計時器發出時鍾中斷請求，調度程序便據此信號來停止該進程的執行，並將它送往就緒隊列的末尾；然後，再把處理機分配給就緒隊列中新的隊首進程，同時也讓它執行一個時間片。這樣就可以保證就緒隊列中的所有進程在一給定的時間內均能獲得一時間片的處理機執行時間。換言之，系統能在給定的時間內響應所有用戶的請求。

2．多級反饋隊列調度演算法

前面介紹的各種用作進程調度的演算法都有一定的局限性。如短進程優先的調度演算法，僅照顧了短進程而忽略了長進程，而且如果並未指明進程的長度，則短進程優先和基於進程長度的搶占式調度演算法都將無法使用。而多級反饋隊列調度演算法則不必事先知道各種進程所需的執行時間，而且還可以滿足各種類型進程的需要，因而它是目前被公認的一種較好的進程調度演算法。在採用多級反饋隊列調度演算法的系統中，調度演算法的實施過程如下所述。

(1) 應設置多個就緒隊列，並為各個隊列賦予不同的優先順序。第一個隊列的優先順序最高，第二個隊列次之，其餘各隊列的優先權逐個降低。該演算法賦予各個隊列中進程執行時間片的大小也各不相同，在優先權愈高的隊列中，為每個進程所規定的執行時間片就愈小。例如，第二個隊列的時間片要比第一個隊列的時間片長一倍，……，第i+1個隊列的時間片要比第i個隊列的時間片長一倍。

(2) 當一個新進程進入內存後，首先將它放入第一隊列的末尾，按FCFS原則排隊等待調度。當輪到該進程執行時，如它能在該時間片內完成，便可准備撤離系統；如果它在一個時間片結束時尚未完成，調度程序便將該進程轉入第二隊列的末尾，再同樣地按FCFS原則等待調度執行；如果它在第二隊列中運行一個時間片後仍未完成，再依次將它放入第三隊列，……，如此下去，當一個長作業(進程)從第一隊列依次降到第n隊列後，在第n 隊列便採取按時間片輪轉的方式運行。

(3) 僅當第一隊列空閑時，調度程序才調度第二隊列中的進程運行；僅當第1～(i-1)隊列均空時，才會調度第i隊列中的進程運行。如果處理機正在第i隊列中為某進程服務時，又有新進程進入優先權較高的隊列(第1～(i-1)中的任何一個隊列)，則此時新進程將搶占正在運行進程的處理機，即由調度程序把正在運行的進程放回到第i隊列的末尾，把處理機分配給新到的高優先權進程。