下述调度算法

A. 常见的调度算法总结

一、FCFS——先来先服务和短作业（进程）优先调度算法

1. 先来先服务调度算法。

先来先服务（FCFS）调度算法是一种最简单的调度算法，该算法既可用于作业调度， 也可用于进程调度。FCFS算法比较有利于长作业（进程），而不利于短作业（进程）。由此可知，本算法适合于CPU繁忙型作业， 而不利于I/O繁忙型的作业（进程）。

2. 短作业（进程）优先调度算法。

短作业（进程）优先调度算法（SJ/PF）是指对短作业或短进程优先调度的算法，该算法既可用于作业调度， 也可用于进程调度。但其对长作业不利；不能保证紧迫性作业（进程）被及时处理；作业的长短只是被估算出来的。

二、FPF高优先权优先调度算法

1. 优先权调度算法的类型。

为了照顾紧迫性作业，使之进入系统后便获得优先处理，引入了最高优先权优先（FPF）调度算法。 此算法常被用在批处理系统中，作为作业调度算法，也作为多种操作系统中的进程调度，还可以用于实时系统中。当其用于作业调度， 将后备队列中若干个优先权最高的作业装入内存。当其用于进程调度时，把处理机分配给就绪队列中优先权最高的进程，此时， 又可以进一步把该算法分成以下两种：

1)非抢占式优先权算法

2)抢占式优先权调度算法（高性能计算机操作系统）

2. 优先权类型 。

对于最高优先权优先调度算法，其核心在于：它是使用静态优先权还是动态优先权， 以及如何确定进程的优先权。

3.动态优先权

高响应比优先调度算法为了弥补短作业优先算法的不足，我们引入动态优先权，使作业的优先等级随着等待时间的增加而以速率a提高。 该优先权变化规律可描述为：优先权=（等待时间+要求服务时间）/要求服务时间；即 =（响应时间）/要求服务时间

三、基于时间片的轮转调度算法

1.时间片轮转法。

时间片轮转法一般用于进程调度，每次调度，把CPU分配队首进程，并令其执行一个时间片。 当执行的时间片用完时，由一个记时器发出一个时钟中断请求，该进程被停止，并被送往就绪队列末尾；依次循环。

2. 多级反馈队列调度算法

多级反馈队列调度算法多级反馈队列调度算法，不必事先知道各种进程所需要执行的时间，它是目前被公认的一种较好的进程调度算法。 其实施过程如下：

1) 设置多个就绪队列，并为各个队列赋予不同的优先级。在优先权越高的队列中， 为每个进程所规定的执行时间片就越小。

2) 当一个新进程进入内存后，首先放入第一队列的末尾，按FCFS原则排队等候调度。 如果他能在一个时间片中完成，便可撤离；如果未完成，就转入第二队列的末尾，在同样等待调度…… 如此下去，当一个长作业（进程）从第一队列依次将到第n队列（最后队列）后，便按第n队列时间片轮转运行。

3) 仅当第一队列空闲时，调度程序才调度第二队列中的进程运行；

仅当第1到第（ i-1 ）队列空时， 才会调度第i队列中的进程运行，并执行相应的时间片轮转。

4) 如果处理机正在处理第i队列中某进程，又有新进程进入优先权较高的队列， 则此新队列抢占正在运行的处理机，并把正在运行的进程放在第i队列的队尾。

B. 操作系统处理机典型调度算法

1.先来先服务算法
作业调度、进程调度
先来的先分配处理机
优点：算法简单，对长作业有利，有利于CPU繁忙型作业（计算型）
缺点：效率低，不利于短作业，不利于IO繁忙型作业
不会导致饥饿
非抢占型的算法

2.短作业优先算法
进程调度
优先选择预计运行时间最短的进程
优点：平均等待时间、平均周转时间短
缺点：对长作业不利，造成饥饿现象，没有考虑作业的紧迫性，用户可能缩短作业预估时间，使得无法做到短作业优先
产生“饥饿”现象。如果一直得不到服务，则称为“饿死”
SJF和SPF（短进程优先（SPF）算法）是非抢占式的算法。但是也有抢占式的版本——最短剩余时间优先算雹激拍法

3.优先级调度算法
作业调度、进程调度

分类：
剥夺型：立即停止当前运行进程，将处理机分配给更高优先级进程
非剥夺型：等待当前进程运行完成，然后将处理机分配给更高优先级进程

优先级分配：
静态优先级：进程创建后无法对优先级进行修改
动态优先级：可以根据进程运行状态，对进程优先级进行动态调整

优先级设置原则：
系统进程>用户进程
交互性进程>非交互性进程
I/O进程>计算型进程（CPU繁忙型）

产生“饥饿”现象
有抢占式的，也有非抢占式的

4.高响应比调度算法
响应比=（等待时间+要求服务时间）/要求服务时间=1+等待时间/要求服务时间
等待时间相同情况下，要求服务时间越短响应比越大，有利于短作业进程
要求服务时间相同，作业响应比由其等待时间决定，等待时间越长响应比越高，实现先来先服务
对于长作业，作业的响应比可以随等待时间的增加而提高，等待时间足够长时，其响应比可以升到很高，从而获得处理机
不会导致饥饿
非抢占式的算法

6.时间片轮转算法
使用与分时系统，使用时间片，就绪进程按照到达先后排成队列，依次在时间片内占用处理机，时间片达到时就释放处理机
时间片选择很重要，过大就变成了先来先服务，过短又变成了短作业优先
时间片影响因素：系统响应时间，就绪队列中的进程进程数目和系统的处理能力
不会导致饥饿
抢占式

7.多级反馈队列调度算法
实现思想：设置多个就绪队列，为每个队列设置不同的优先级，优先铅茄级一次递减。每个队列中的时间片各不相同，时间片依次递减。每个队列按照先来先服务原则进行进程排队，若规定时间片内没有完成，就将进程放入下一级。只有到高级队列为空的时候，低等级队列才能开始调度

优点：
终端型作业用户：源羡短作业优先
短批处理作业用户：周转时间较短
长批处理作业用户：前面几个队列得到部分执行，不会长期得不到处理

产生“饥饿”现象

抢占式

C. 进程调度算法

调度算指:根据系统资源配策略所规定资源配算
、先先服务短作业(进程)优先调度算
1.
先先服务调度算先先服务(FCFS)调度算种简单调度算该算既用于作业调度
用于进程调度FCFS算比较利于作业(进程)利于短作业(进程)由知本算适合于CPU繁忙型作业
利于I/O繁忙型作业(进程)
2.
短作业(进程)优先调度算短作业(进程)优先调度算(SJ/PF)指短作业或短进程优先调度算该算既用于作业调度
用于进程调度其作业利;能保证紧迫性作业(进程)及处理;作业短估算
二、高优先权优先调度算
1.
优先权调度算类型照顾紧迫性作业使进入系统便获优先处理引入高优先权优先(FPF)调度算
算用批处理系统作作业调度算作种操作系统进程调度用于实系统其用于作业调度
备队列若干优先权高作业装入内存其用于进程调度处理机配给绪队列优先权高进程
进步该算两种:
1)非抢占式优先权算
2)抢占式优先权调度算(高性能计算机操作系统)
2.
优先权类型
于高优先权优先调度算其核于:使用静态优先权态优先权
及何确定进程优先权
3.
高响应比优先调度算
弥补短作业优先算足我引入态优先权使作业优先等级随着等待间增加速率a提高
该优先权变化规律描述:优先权=(等待间+要求服务间)/要求服务间;即
=(响应间)/要求服务间
三、基于间片轮转调度算
1.
间片轮转间片轮转般用于进程调度每调度CPU配队首进程并令其执行间片
执行间片用完由记器发钟断请求该进程停止并送往绪队列末尾;依循环
2.
级反馈队列调度算
级反馈队列调度算级反馈队列调度算必事先知道各种进程所需要执行间目前公认种较进程调度算
其实施程:
1)
设置绪队列并各队列赋予同优先级优先权越高队列
每进程所规定执行间片越
2)
新进程进入内存首先放入第队列末尾按FCFS原则排队等候调度
能间片完便撤离;未完转入第二队列末尾同等待调度……
作业(进程)第队列依第n队列(队列)便按第n队列间片轮转运行
3)
仅第队列空闲调度程序才调度第二队列进程运行;仅第1第(i-1)队列空
才调度第i队列进程运行并执行相应间片轮转
4)
处理机处理第i队列某进程新进程进入优先权较高队列
则新队列抢占运行处理机并运行进程放第i队列队尾

D. 作业调度的算法有哪些

作业调度的算法有：算法有先来先服务、最短作业优先算法、最高响应比优先算法、基于优先数调度算法。

1、算法有先来先服务

最简单的调度算法，按作业的先后顺序进行调度，只考虑每个作业的等待时间而未考虑执行时间的长短。

2、最短作业优先算法

最短作业优先算法是对先来先服务算法的改进，其目标是减少平均周转时间。对预计执行时间短的作业优先分派处理机。通常后来的短作业不抢先正在执行的作业。 只考虑执行时间而未考虑等待时间的长短。

3、最高响应比优先算法

最高响应比优先算法是对先来先服务方式和最短作业优先算法方式的一种综合平衡。最高响应比优先法调度策略同时考虑每个作业的等待时间的长短和估计需要的执行时间长短，从中选出相应比最高的作业投入执行。

4、基于优先数调度算法

优先数调度算法常用于批处理系统中。在进程调度中，每次调度时，系统把处理机分配给就绪队列中优先数最高的进程。它又分为两种：非抢占式优先数算法和抢占式优先数算法。

(4)下述调度算法扩展阅读：

作业调度是指按照时间周期(年、月、日、时、分、秒等)对作业进行分割，并根据业务需求、作业长度、存储管理及依赖性关系对作业的执行方式加以调度。主要任务是从作业后备队列中选择作业进入主存运行。作业调度的功能主要有以下几方面：

1、记录各作业在系统中的状态；

2、从后备队列中挑选一部分作业投入运行；

3、从被选中的作业做好执行前的准备工作；

4、在作业执行结束时，做善后处理工作。

进行作业调度有很多作业调度算法，这些作业调度算法要实现的目标是：

1、调度对所有作业都是公平合理的；

2、应使设备有较高的利用率（提供系统利用率）；

3、每次运行尽可能多的作业（提高系统吞吐量）；

4、较快的相应时间。

E. 第三章 进程调度的几种方式

进程调度概念：操作系统必须为多个，吗进程可能有竞争的请求分配计算机资源。对处理器而言，可分配的资源是在处理器上的执行时间，分配途径是调度。调度功能必须设计成可以满足多个目标，包括公平、任何进程都不会饿死、有效地使用处理器时间和低开销。此外，调度功能可能需要为某些进程的启动或结束考虑不同的优先级和实时最后期限。

这些年以来，调度已经成为深入研究的焦点，并且已经实现了许多不同的算法。如今，调度研究的重点是开发多处理系统，特别是用于多线程的。

下面简介几种调度算法。

一、先来先服务和短作业(进程)优先调度算法

1．先来先服务调度算法

先来先服务(FCFS)调度算法是一种最简单的调度算法，该算法既可用于作业调度，也可用于进程调度。当在作业调度中采用该算法时，每次调度都是从后备作业队列中选择一个或多个最先进入该队列的作业，将它们调入内存，为它们分配资源、创建进程，然后放入就绪队列。在进程调度中采用FCFS算法时，则每次调度是从就绪队列中选择一个最先进入该队列的进程，为之分配处理机，使之投入运行。该进程一直运行到完成或发生某事件而阻塞后才放弃处理机。

2．短作业(进程)优先调度算法

短作业(进程)优先调度算法SJ(P)F，是指对短作业或短进程优先调度的算法。它们可以分别用于作业调度和进程调度。短作业优先(SJF)的调度算法是从后备队列中选择一个或若干个估计运行时间最短的作业，将它们调入内存运行。而短进程优先(SPF)调度算法则是从就绪队列中选出一个估计运行时间最短的进程，将处理机分配给它，使它立即执行并一直执行到完成，或发生某事件而被阻塞放弃处理机时再重新调度。

二、高优先权优先调度算法

1．优先权调度算法的类型

为了照顾紧迫型作业，使之在进入系统后便获得优先处理，引入了最高优先权优先(FPF)调度算法。此算法常被用于批处理系统中，作为作业调度算法，也作为多种操作系统中的进程调度算法，还可用于实时系统中。当把该算法用于作业调度时，系统将从后备队列中选择若干个优先权最高的作业装入内存。当用于进程调度时，该算法是把处理机分配给就绪队列中优先权最高的进程，这时，又可进一步把该算法分成如下两种。

1) 非抢占式优先权算法

在这种方式下，系统一旦把处理机分配给就绪队列中优先权最高的进程后，该进程便一直执行下去，直至完成；或因发生某事件使该进程放弃处理机时，系统方可再将处理机重新分配给另一优先权最高的进程。这种调度算法主要用于批处理系统中；也可用于某些对实时性要求不严的实时系统中。

2) 抢占式优先权调度算法

在这种方式下，系统同样是把处理机分配给优先权最高的进程，使之执行。但在其执行期间，只要又出现了另一个其优先权更高的进程，进程调度程序就立即停止当前进程(原优先权最高的进程)的执行，重新将处理机分配给新到的优先权最高的进程。因此，在采用这种调度算法时，是每当系统中出现一个新的就绪进程i 时，就将其优先权Pi与正在执行的进程j 的优先权Pj进行比较。如果Pi≤Pj，原进程Pj便继续执行；但如果是Pi>Pj，则立即停止Pj的执行，做进程切换，使i 进程投入执行。显然，这种抢占式的优先权调度算法能更好地满足紧迫作业的要求，故而常用于要求比较严格的实时系统中，以及对性能要求较高的批处理和分时系统中。

2．高响应比优先调度算法

在批处理系统中，短作业优先算法是一种比较好的算法，其主要的不足之处是长作业的运行得不到保证。如果我们能为每个作业引入前面所述的动态优先权，并使作业的优先级随着等待时间的增加而以速率a 提高，则长作业在等待一定的时间后，必然有机会分配到处理机。该优先权的变化规律可描述为：

由于等待时间与服务时间之和就是系统对该作业的响应时间，故该优先权又相当于响应比RP。据此，又可表示为：

由上式可以看出：

(1) 如果作业的等待时间相同，则要求服务的时间愈短，其优先权愈高，因而该算法有利于短作业。

(2) 当要求服务的时间相同时，作业的优先权决定于其等待时间，等待时间愈长，其优先权愈高，因而它实现的是先来先服务。

(3) 对于长作业，作业的优先级可以随等待时间的增加而提高，当其等待时间足够长时，其优先级便可升到很高，从而也可获得处理机。简言之，该算法既照顾了短作业，又考虑了作业到达的先后次序，不会使长作业长期得不到服务。因此，该算法实现了一种较好的折衷。当然，在利用该算法时，每要进行调度之前，都须先做响应比的计算，这会增加系统开销。

三、基于时间片的轮转调度算法

1．时间片轮转法

1) 基本原理

在早期的时间片轮转法中，系统将所有的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 分配给队首进程，并令其执行一个时间片。时间片的大小从几ms 到几百ms。当执行的时间片用完时，由一个计时器发出时钟中断请求，调度程序便据此信号来停止该进程的执行，并将它送往就绪队列的末尾；然后，再把处理机分配给就绪队列中新的队首进程，同时也让它执行一个时间片。这样就可以保证就绪队列中的所有进程在一给定的时间内均能获得一时间片的处理机执行时间。换言之，系统能在给定的时间内响应所有用户的请求。

2．多级反馈队列调度算法

前面介绍的各种用作进程调度的算法都有一定的局限性。如短进程优先的调度算法，仅照顾了短进程而忽略了长进程，而且如果并未指明进程的长度，则短进程优先和基于进程长度的抢占式调度算法都将无法使用。而多级反馈队列调度算法则不必事先知道各种进程所需的执行时间，而且还可以满足各种类型进程的需要，因而它是目前被公认的一种较好的进程调度算法。在采用多级反馈队列调度算法的系统中，调度算法的实施过程如下所述。

(1) 应设置多个就绪队列，并为各个队列赋予不同的优先级。第一个队列的优先级最高，第二个队列次之，其余各队列的优先权逐个降低。该算法赋予各个队列中进程执行时间片的大小也各不相同，在优先权愈高的队列中，为每个进程所规定的执行时间片就愈小。例如，第二个队列的时间片要比第一个队列的时间片长一倍，……，第i+1个队列的时间片要比第i个队列的时间片长一倍。

(2) 当一个新进程进入内存后，首先将它放入第一队列的末尾，按FCFS原则排队等待调度。当轮到该进程执行时，如它能在该时间片内完成，便可准备撤离系统；如果它在一个时间片结束时尚未完成，调度程序便将该进程转入第二队列的末尾，再同样地按FCFS原则等待调度执行；如果它在第二队列中运行一个时间片后仍未完成，再依次将它放入第三队列，……，如此下去，当一个长作业(进程)从第一队列依次降到第n队列后，在第n 队列便采取按时间片轮转的方式运行。

(3) 仅当第一队列空闲时，调度程序才调度第二队列中的进程运行；仅当第1～(i-1)队列均空时，才会调度第i队列中的进程运行。如果处理机正在第i队列中为某进程服务时，又有新进程进入优先权较高的队列(第1～(i-1)中的任何一个队列)，则此时新进程将抢占正在运行进程的处理机，即由调度程序把正在运行的进程放回到第i队列的末尾，把处理机分配给新到的高优先权进程。