一、进程调度算法的评价指标

1. cpu利用率：

   利用率=cpu忙碌时间/总时间

2. 系统吞吐量：

   系统吞吐量=总共完成了多少道作业/总共花费的时间

3. 周转时间：

   1. 周转时间： 周转时间=作业完成时间-作业提交时间
   2. 平均周转时间： 平均周转时间=各作业周转时间之和/作业数量
   3. 带权周转时间： 带权周转时间=作业周转时间/作业实际运行的时间
   4. 平均带权周转时间： 平均带权周转时间=各作业带权周转时间之和/作业数量
4. 等待时间：

   进程/作业 等待被服务的时间之和

   平均等待时间即各个 进程/作业 等待时间的平均值

5. 响应时间：

   从用户提交请求到首次产生响应所用的时间

二、调度算法（早期批处理系统）

Tips：各种调度算法的学习思路

• 算法思想
• 算法规则
• 这种调度算法是用于作业调度还是进程调度？
• 抢占式？非抢占式？
• 优点核缺点
• 是否会导致饥饿（某进程/作业长期得不到服务）

1. 先来先服务（FCFS）

2. 短作业优先（SJF）

1. 短作业/进程优先调度算法：每次调度时选择当前已到达且运行时间最短的作业/进程。

2. 最短剩余时间优先算法：每当有进程加入就绪队列改变时就需要调度，如果新到达的进程剩余时间比当前运行时间的进程剩余时间更短，则由新进程抢占处理机，当前运行进程重新回到就绪队列。另外，当一个进程完成时也需要调度。

   

3. 高响应比优先

响应比： 响应比=（等待时间+要求服务时间）/要求服务时间

高响应比优先算法规则：在每次调度时先计算各个作业/进程的相应比，选择相应比最高的作业/进程为其服务

知识回顾

三、调度算法（交互式系统）

1. 时间片轮转调度算法（RR）——常用于分时操作系统

​ 算法规则：按照各进程到达就绪队列的顺序，轮流让各个进程执行一个时间片（如100ms）。若进程未在一个时间片内执行完，则剥夺处理机，将进程重新放到就绪队列队尾重新排队。

​ 如果时间片太大，使得每个进程都可以在一个时间片内就完成，则时间片轮转调度算法退化为先来先服务调度算法，并且会增大进程响应时间。因此时间片不能太大。

​ 如果时间片太小，进程调度、切换是有时间代价的（保存、恢复运行环境），因此如果时间片太小，会导致进程切换过于频繁，系统会花大量的时间来处理进程切换，从而导致实际用于进程执行的时间比例减小。

2. 优先级调度算法

​ 算法规则：每个作业/进程有各自的优先级，调度时选择优先级最高的作业/进程

​ 抢占式的优先级调度算法：每次调度时选择当前已到达且优先级最高的进程。当前进程主动放弃处理机时发生调度。另外，当就绪队列发生改变时也需要检查是否会发生抢占。

​ 非抢占的优先级调度算法：每次调度时选择当前已到达且优先级最高的进程。仅在当前进程主动放弃处理机时发生调度。

​ 优先级调度算法的补充：

• 就绪队列未必只有一个，可以按照不同优先级来组织。另外，也可以把优先级高的进程排在更靠近就绪队列队头的位置
• 根据优先级是否可以动态改变，可将优先级分为静态优先级和动态优先级两种。
• 静态优先级：创建进程时确定，之后一直不变。
• 动态优先级：创建进程时有一个初始值，之后会根据情况动态地调整优先级。
  • 系统进程优先级高于用户进程
  • 前台进程优先级高于后台进程
  • 如果某进程在就绪队列中等待了很长时间，则可以适当提高其优先级
  • 如果某进程占用处理机运行了很长时间，则可以适当降低其优先级
  • 如果一个进程频繁地进行I/O操作，则可适当提升其优先级
  • 操作系统更偏好于I/O型进程（或称I/O繁忙型进程）
  • I/O设备和CPU可以并行工作。如果优先让I/O繁忙型进程优先运行的话，则越有可能让I/O设备尽早地投入工作，则资源利用率、系统吞吐量都会得到提升。
  • 注：与I/O型进程相对的是计算型进程（或称CPU繁忙型进程）

3. 多级反馈队列调度算法

​ 算法规则：

1. 设置多级就绪队列，各级队列优先级从高到低，时间片从小到大

2. 新进程到达时先进入第1级队列，按FCFS原则排队等待被分配时间片，若用完时间片进程还未结束，则进程进入下一级队列队尾。如果此时已经是在最下级的队列，则重新放回该队列队尾。

3. 只有第K级队列为空时，才会为K+1级队头分配时间片。

   抢占式的算法：在K级队列的进程运行过程中，若上级的队列（1~K-1级）中进入了一个新进程，则由于新进程处于优先级更高的队列中，因此新进程会抢占处理机，原来运行的进程放回K级队列队尾。

   

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