『壹』 一文帶你讀懂Python中的進程
進程
進程(Process)是計算機中的程序關於某數據集合上的一次運行,即正在運行的程序,是系統進行資源分配和調度的基本單位,進程是對正在運行程序的一個抽象,在早期面向進程設計的計算機結構中,進程是程序的基本執行實體,在當代面向線程設計的計算機結構中,進程是線程的容器,線程是執行的實體。進程的概念起源於操作系統,是操作系統最核心的概念,操作系統的其他所有內容都是圍繞進程的概念展開的。
在早期計算機中可以利用的cpu只有一個,為了充分利用CPU性能,提高用戶操作體驗,出現了多道技術。將一個單獨的cpu虛擬成多個cpu(多道技術:時間多路復用和空間多路復用+硬體上支持隔離),即使在一個單核CPU也能保證支持(偽)並發的能力。如果沒有進程的抽象,現代計算機將不復存在。
狹義定義:進程是正在運行的程序的實例(an instance of a computer program that is being executed)。
廣義定義:進程是一個具有一定獨立功能的程序關於某個數據集合的一次運行活動。它是操作系統動態執行的基本單元,在傳統的操作系統中,進程既是基本的分配單元,也是基本的執行單元。
操作系統的作用:
隱藏復雜的硬體介面,提供良好的抽象介面。
管理、調度進程,使多個進程對硬體的競爭變得有序。
多道技術:針對早期單核CPU,實現多個程序的並發執行,現在的主機一般是多核,每個核都會利用多道技術,如有4個cpu,運行於cpu1的某個程序遇到io阻塞,會等到io結束再重新調度,重新調度是可能會被調度到4個cpu中的任意一個,具體由操作系統調度演算法決定。
多道技術的主要特性如下:
(1)空間上的復用:內存中可以同時有多道程序。
(2)物理隔離:多個程序在內存中都有各自獨立的內存空間,互不影響。
(3)時間上的復用:多個程序在操作系統的調度演算法下,在不同的時間段內分別佔有CPU資源。
需要注意的是如果一個進程長時間佔用CPU資源,操作系統會強制將CPU資源分配給其它在就緒隊列中的程序,避免一個程序長時間佔有CPU資源,導致其它程序無法運行。
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關於進程的一些概念:
第一,進程是一個實體。每一個進程都有它自己的地址空間,一般情況下,包括文本區域(text region)、數據區域(data region)和堆棧(stack region)。文本區域存儲處理器執行的代碼,數據區域存儲變數和進程執行期間使用的動態分配的內存,堆棧區域存儲著活動過程調用的指令和本地變數。
第二,進程是一個「執行中的程序」。程序是一個沒有生命的實體,只有處理器賦予程序生命時(操作系統將程序載入到內存),它才能成為一個活動的實體,我們稱其為進程。
進程是操作系統中最基本、重要的概念。是多道程序系統出現後,為了刻畫系統內部出現的動態情況,描述系統內部各道程序的活動規律引進的一個概念,所有多道程序設計操作系統都建立在進程的基礎上。
進程的特性:
動態性:進程的實質是程序在多道程序系統中的一次執行過程,進程是動態產生,動態消亡的。
並發性:任何進程都可以同其他進程一起並發執行
獨立性:進程是一個能獨立運行的基本單位,同時也是系統分配資源和調度的獨立單位;
非同步性:由於進程間的相互制約,使進程具有執行的間斷性,即進程按各自獨立的、不可預知的速度向前推進
結構特徵:進程由程序、數據和進程式控制制塊三部分組成。
多個不同的進程可以包含相同的程序,一個程序在不同的數據集里就構成不同的進程,能得到不同的結果,但是執行過程中,程序不能發生改變。
進程與程序的區別:
程序是指令和數據的有序集合,是對指令、數據及其組織形式的描述,其本身沒有任何運行的含義,是一個靜態的概念。而進程是程序在處理機上的一次執行過程,它是一個動態的概念。
程序可以作為一種軟體資料長期存在,而進程是有一定生命期的。程序是永久的,進程是暫時的。
進程的調度:
要想多個進程交替運行,操作系統必須對這些進程進行調度,這個調度也不是隨機進行的,而是需要遵循一定的法則,由此就有了進程的調度演算法。
1、先來先服務演算法
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。
3、時間片輪轉法
時間片輪轉(Round Robin,RR)法的基本思路是讓每個進程在就緒隊列中的等待時間與享受服務的時間成比例。在時間片輪轉法中,需要將CPU的處理時間分成固定大小的時間片,例如,幾十毫秒至幾百毫秒。如果一個進程在被調度選中之後用完了系統規定的時間片,但又未完成要求的任務,則它自行釋放自己所佔有的CPU而排到就緒隊列的末尾,等待下一次調度。同時,進程調度程序又去調度當前就緒隊列中的第一個進程。
顯然,輪轉法只能用來調度分配一些可以搶占的資源。這些可以搶占的資源可以隨時被剝奪,而且可以將它們再分配給別的進程。CPU是可搶占資源的一種。但列印機等資源是不可搶占的。由於作業調度是對除了CPU之外的所有系統硬體資源的分配,其中包含有不可搶占資源,所以作業調度不使用輪轉法。
在輪轉法中,時間片長度的選取非常重要。首先,時間片長度的選擇會直接影響到系統的開銷和響應時間。如果時間片長度過短,則調度程序搶占處理機的次數增多。這將使進程上下文切換次數也大大增加,從而加重系統開銷。反過來,如果時間片長度選擇過長,例如,一個時間片能保證就緒隊列中所需執行時間最長的進程能執行完畢,則輪轉法變成了先來先服務法。時間片長度的選擇是根據系統對響應時間的要求和就緒隊列中所允許最大的進程數來確定的。
在輪轉法中,加入到就緒隊列的進程有3種情況:
(1)一種是分給它的時間片用完,但進程還未完成,回到就緒隊列的末尾等待下次調度去繼續執行。
(2)另一種情況是分給該進程的時間片並未用完,只是因為請求I/O或由於進程的互斥與同步關系而被阻塞。當阻塞解除之後再回到就緒隊列。
(3)第三種情況就是新創建進程進入就緒隊列。
如果對這些進程區別對待,給予不同的優先順序和時間片從直觀上看,可以進一步改善系統服務質量和效率。例如,我們可把就緒隊列按照進程到達就緒隊列的類型和進程被阻塞時的阻塞原因分成不同的就緒隊列,每個隊列按FCFS原則排列,各隊列之間的進程享有不同的優先順序,但同一隊列內優先順序相同。這樣,當一個進程在執行完它的時間片之後,或從睡眠中被喚醒以及被創建之後,將進入不同的就緒隊列。
多級反饋隊列:
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。
『貳』 進程調度演算法的國內外研究現狀有哪些
調度演算法是指:根據系統的資源分配策略所規定的資源分配演算法。常見的進程調度演算法有:
1.先來先去服務
2.時間片輪轉法
3.多級反饋隊列演算法
4.最短進程優先
5.最短剩餘時間優先
6.最高響應比優先
7.多級反饋隊列調度演算法
一、先來先去服務
先來先去服務調度演算法是一種最簡單的調度演算法,也稱為先進先出或嚴格排隊方案。當每個進程就緒後,它加入就緒隊列。當前正運行的進程停止執行,選擇在就緒隊列中存在時間最長的進程運行。該演算法既可以用於作業調度,也可以用於進程調度。先來先去服務比較適合於常作業(進程),而不利於段作業(進程)。
二、時間片輪轉法
輪轉法是基於適中的搶占策略的,以一個周期性間隔產生時鍾中斷,當中斷發生後,當前正在運行的進程被置於就緒隊列中,然後基於先來先去服務策略選擇下一個就緒作業的運行。這種技術也稱為時間片,因為每個進程再被搶占之前都給定一片時間。
三、最短進程優先
最短進程優先是一個非搶占策略,他的原則是下一次選擇預計處理時間最短的進程,因此短進程將會越過長作業,跳至隊列頭。該演算法即可用於作業調度,也可用於進程調度。但是他對長作業不利,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。
四、最短剩餘時間優先
最短剩餘時間是針對最短進程優先增加了搶占機制的版本。在這種情況下,進程調度總是選擇預期剩餘時間最短的進程。當一個進程加入到就緒隊列時,他可能比當前運行的進程具有更短的剩餘時間,因此只要新進程就緒,調度程序就能可能搶占當前正在運行的進程。像最短進程優先一樣,調度程序正在執行選擇函數是必須有關於處理時間的估計,並且存在長進程飢餓的危險。
『叄』 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。
『肆』 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)緊迫性作業採用什麼演算法擴展閱讀:
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。
『伍』 進程調度演算法
FCFS調度演算法屬於不可剝奪演算法。從表面上看,它對所有作業都是公平的,但若一個長作業先到達系統,就會使後面許多短作業等待很長時間,因此它不能作為分時系統和實時系統的主要調度策略。但它常被結合在其他調度策略中使用。例如,在使用優先順序作為調度策略的系統中,往往對多個具有相同優先順序的進程按FCFS原則處理。
FCFS調度演算法的特點是演算法簡單,但效率低; 對長作業比較有利,但對短作業不利(相對SJF和高響應比);
FCFS調度演算法有利於CPU繁忙型作業,而不利於I/O繁忙型作業。
短作業優先調度演算法是一個非搶占策略,他的原則是下一次選擇預計處理時間最短的進程,因此短進程將會越過長作業,跳至隊列頭。該演算法即可用於作業調度,也可用於進程調度。 但是他對長作業不利,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。
缺點:
該演算法對長作業不利,SJF調度演算法中長作業的周轉時間會增加。更嚴重的是,如果有一長作業進入系統的後備隊列,由於調度程序總是優先調度那些 (即使是後進來的)短作業,將導致長作業長期不被調度(「飢餓」現象,注意區分「死鎖」。後者是系統環形等待,前者是調度策略問題)。
該演算法完全未考慮作業的緊迫程度,因而不能保證緊迫性作業會被及時處理。
由於作業的長短只是根據用戶所提供的估計執行時間而定的,而用戶又可能會有意或無意地縮短其作業的估計運行時間,致使該演算法不一定能真正做到短作業優先調度。
SJF調度演算法的平均等待時間、平均周轉時間最少。
高響應比優先調度演算法既考慮作業的執行時間也考慮作業的等待時間,綜合了先來先服務和最短作業優先兩種演算法的特點。
該演算法中的響應比是指作業等待時間與運行比值,響應比公式定義如下:
響應比 =(等待時間+要求服務時間)/ 要求服務時間,即RR=(w+s)/s=1+w/s,因此 響應比一定是大於等於1的。
短作業與先後次序的兼顧,且不會使長作業長期得不到服務。
響應比計算系統開銷,增加系統開銷。
高響應比優先調度演算法適合批處理系統,主要用於作業調度。
為了實現 RR 調度,我們將就緒隊列視為進程的 FIFO 隊列。新進程添加到就緒隊列的尾部。CPU 調度程序從就緒隊列中選擇第一個進程,將定時器設置在一個時間片後中斷,最後分派這個進程。
接下來,有兩種情況可能發生。進程可能只需少於時間片的 CPU 執行。對於這種情況,進程本身會自動釋放 CPU。調度程序接著處理就緒隊列的下一個進程。否則,如果當前運行進程的 CPU 執行大於一個時間片,那麼定時器會中斷,進而中斷操作系統。然後,進行上下文切換,再將進程加到就緒隊列的尾部,接著 CPU 調度程序會選擇就緒隊列內的下一個進程。
採用 RR 策略的平均等待時間通常較長。
在 RR 調度演算法中,沒有進程被連續分配超過一個時間片的 CPU(除非它是唯一可運行的進程)。如果進程的 CPU 執行超過一個時間片,那麼該進程會被搶占,並被放回到就緒隊列。因此, RR調度演算法是搶占的。
演算法描述
1、進程在進入待調度的隊列等待時,首先進入優先順序最高的Q1等待。
2、首先調度優先順序高的隊列中的進程。若高優先順序中隊列中已沒有調度的進程,則調度次優先順序隊列中的進程。例如:Q1,Q2,Q3三個隊列,當且僅當在Q1中沒有進程等待時才去調度Q2,同理,只有Q1,Q2都為空時才會去調度Q3。
3、對於同一個隊列中的各個進程,按照FCFS分配時間片調度。比如Q1隊列的時間片為N,那麼Q1中的作業在經歷了N個時間片後若還沒有完成,則進入Q2隊列等待,若Q2的時間片用完後作業還不能完成,一直進入下一級隊列,直至完成。
4、在最後一個隊列QN中的各個進程,按照時間片輪轉分配時間片調度。
5、在低優先順序的隊列中的進程在運行時,又有新到達的作業,此時須立即把正在運行的進程放回當前隊列的隊尾,然後把處理機分給高優先順序進程。換而言之,任何時刻,只有當第1~i-1隊列全部為空時,才會去執行第i隊列的進程(搶占式)。特別說明,當再度運行到當前隊列的該進程時,僅分配上次還未完成的時間片,不再分配該隊列對應的完整時間片。
『陸』 作業調度演算法的選擇原則有哪幾個
批處理作業的調度演算法主要有以下幾種:
①先來先服務演算法。原則上按照作業進入輸入井的次序調度,如果作業的資源得不到滿足,將會推遲調度,它的資源得到滿足的時候會優先被調度進來。
優點:具有一定的公平性。
缺點:系統的吞吐率低,平均周轉時間長,有大作業到來的時,許多小作業推遲調度。
②計算時間短的作業優先.優先調度計算時間短的作業進行調度,資源不滿足的情況下推遲調度。在這種調度演算法下,要求用戶要對作業的計算時間預先有一個估計,調度以此為依據。
優點:由於被選中的作業計算時間,所以不能盡快地完成並退出系統,降低了作業的平均等待時間,提高了系統的吞吐率。
缺點:大作業會不滿意,而且極限情況下使得某些大作業始終得不到調度。
③響應比高者優先演算法。該演算法考慮了計算時間等待時間,既考慮了計算時間短的作業優先,又考慮了大作業長期等待的問題。所謂響應比是按照以下公式來定義的:
響應比R=等待時間/計算時間
這里的計算時間是估計的作業計算時間,從公式看,計算時間越短,響應比越高;而另一方面,大作業等待時間越長,響應比也會越大。一個作業完成以後,需要重新計算一下在輸入井中的各個作業的響應比,最高的將優先調度。
④優先數調度演算法。為每一個作業指定一個優先數,優先數高的作業先被調度。對於優先數相等的作業採用先來先服務的策略。優先數的制定原則是:作業的緩急程序,估計的計算時間,作業的等待時間,資源申請情況等因素綜合考慮。
⑤均衡調度演算法。使用不同資源的進程同時執行,減少作業等待同類設備而耗費的時間,加快作業的執行。
『柒』 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
『捌』 哪種調度演算法會導致飢餓
一、處理機調度相關基本概念
1、調度方式和調度演算法的若干准則
1)面向用戶的准則:周轉時間短(CPU執行用時Ts、周轉時間T=Ts+Tw、帶權周轉時間W= T/Ts)、響應時間快、均衡性、截止時間的保證、優先權准則
2)面向系統的准則:系統吞吐量高、處理機利用率好、各類資源的平衡利用
3)批處理系統為照顧為數眾多的短作業,應採用短作業優先的調度演算法;分時系統為保證系統具有合理的響應時間,應採用輪轉法進行調度
二、常用調度演算法
1、先來先服務調度演算法FCFS
(1)按照作業提交,或進程變為就緒狀態的先後次序分派CPU;
(2)新作業只有當當前作業或進程執行完或阻塞才獲得CPU運行
(3)被喚醒的作業或進程不立即恢復執行,通常等到當前作業或進程出讓CPU。(所以,默認即是非搶占方式)
(4)有利於CPU繁忙型的作業,而不利於I/O繁忙的作業(進程)。
2、短作業(進程)優先調度演算法SJF(非搶占)/SPF(搶占)
(1)平均周轉時間、平均帶權周轉時間都有明顯改善。SJF/SPF調度演算法能有效的降低作業的平均等待時間,提高系統吞吐量。
(2)未考慮作業的緊迫程度,因而不能保證緊迫性作業(進程)的及時處理、對長作業的不利、作業(進程)的長短含主觀因素,不一定能真正做到短作業優先。
3、高優先權優先調度演算法HPF
(1)兩種方式:非搶占式優先權演算法、搶占式優先權演算法(關鍵點:新作業產生時)
(2)類型:靜態優先權:創建進程時確定,整個運行期間保持不變。動態優先權:創建進程時賦予的優先權可隨進程的推進或隨其等待時間的增加而改變。
(3)高響應比優先調度演算法HRRN
HRRN為每個作業引入動態優先權,使作業的優先順序隨著等待時間的增加而以速率a提高:優先權 =(等待時間+要求服務時間)/要求服務時間= 響應時間 / 要求服務時間。
什麼時候計算各進程的響應比優先權?(作業完成時、新作業產生時(搶占、非搶占)、時間片完成時、進程阻塞時)