计算机windows操作系统调度

• 任一调度算法要想同时满足上述目标是 不可能的：
1）如要想吞吐量大，调度算法就应选择那些 估计执行时间短的作业。这对那些估计执 行时间长的作业不公平，并且可能使它们 的得不到调度执行或响应时间很长。
2）如果考虑的因素过多，调度算法就会变得 非常复杂。其结果是系统开销增加，资源 利用率下降。
衡量调度策略的常用指标
– 就绪进程的数目：数目越多，时间片越小（当响 应时间一定时）
– 系统的处理能力：应当使用户输入通常在一个时 间片内能处理完，否则使响应时间，平均周转时 间和平均带权周转时间延长。
多队列反馈调度算法
* 首先系统中设置多个就绪队列 * 每个就绪队列分配给不同时间片，优先级高的为第一级
队列，时间片最小，随着队列级别的降低，时间片加大 * 各个队列按照先进先出调度算法 * 一个新进程就绪后进入第一级队列 * 进程由于等待而放弃CPU后，进入等待队列，一旦等待的
• 周转时间：指将一个作业提交给计算机系统 后到该作业的结果返回给用户所需要的时间。
• 吞吐量：指在给定的时间内，一个计算机系 统所完成的总工作量(作业数)。
• 响应时间：指从用户向计算机发出一个命令 到计算机把相应的执行结果返回给用户所需 要的时间。
• 设备利用率：输入输出设备的使用情况，在 有些要求I／O处理能力强(如管理信息系统)的 系统中，高的设备利用率也是一个衡量调度 策略好坏的重要指标。
9.0 9.2 0.2 1.0
4
9:10 0.1 0.1 9.2 9.3 0.2 2.0
2
其基本思路是通过时间片轮转，提高进程并发性和响应 时间特性，从而提高资源利用率；
时间片长度的确定
• 时间片长度变化的影响
– 过长－>退化为FCFS算法，进程在一个时间片内都 执行完，响应时间长。
– 过短－>用户的一次请求需要多个时间片才能处理 完，上下文切换次数增加，响应时间长。
• 时间片长度的影响因素：
时间片轮转程序调度算法 (RR）
把CPU划分成若干时间片,并且按顺序赋给就绪 队列中的每一个进程，进程轮流占有CPU，当 时间片用完时，即使进程未执行完毕，系统 也剥夺该进程的CPU，将该进程排在就绪队列 末尾。同时系统选择另一个进程运行
本算法主要用于微观调度，说明怎样并发运行，即切换 的方式；设计目标是提高资源利用率。
Tri指作业i的执行时间。 带权周转时间是作业周转时间与作业执行时间的比：
Wi＝Ti／Tri N个作业的平均带权周转时间W＝(W1 + W2 + … + WN)/N
• 常用作业调度算法
1 先来先服务（First come first serve,FCFS）方式：
执行时间很短的作业是在那些长作业的后面到 达系统的话，则必须等待很长时间
作业
提交时刻 运行时间
1
8.0
1.0
2
8.5
0.5
3
9.0
0.2
4
9.1
0.1
• 先来先服务
次序 提交 运行 等待 开始 完成 周转 带权周
转
1
8:0 1
0
8.0 9.0 1.0 1.0
2
8:5 0.5 0.5 9.0 9.5 1.0 2.0
3
9:0 0.2 0.5 9.5 9.7 0.7 3.5
– 周转时间： 作业i的周转时间Ti为 Ti＝Tei-Tsi 其中Tei为作业i的完成时间；Tsi为作业的提交时间。 N个作业的平均周转时间T=（T1 + T2 + … + TN）/N
– 带权周转时间： 周转时间Ti可分解为两部分，即 Ti＝Twi+Tri 这里，Twi主要指作业i由后备状态到执行状态的等待时 间，它不包括作业进入执行状态后的等待时间；
2 短作业优先(Shortest Job first，SJF)方式
选择那些估计需要执行时间最短的作业投入执 行，为它们创建进程和分配资源。有可能使 得那些长作业永远得不到调度执行
3 响应比高者优先（ Highest Response-ratio Next ， HRN)方式
• 响应比R＝(W+T)／T＝1+W／T T：为估计需要的执行时间 W：在后备状态队列中的等待时间 T+W:响应时间
第三章 进程和处理器管理
处理器调度概述
处理机调度的四个层次
外存 就绪
等待
交换调度
收容 状态
就绪
等待
完成 状态
高级调度：作业调度
中级调度：交换调度
低级调度：进程调度
执行
线程调度
进程调度
线程调度
内存 作业调度
作业与进程的关系
• 作业可被看作是用户向计算机提交任务的任 务实体，例如一次计算、一个控制过程等。
事件发生，则回到原来的就绪队列 * 当有一个优先级更高的进程就绪时，可以抢占CPU，被抢
占进程回到原来一级就绪队列末尾 * 当第一级队列空时，就去调度第二级队列，如此类推 * 当时间片到后，进程放弃CPU，回到下一级队列
例题
• 在一单道批处理系统中，一组作业的提 交时刻和运行时间如表所示
试计算以下三种作业调度算法的平均周转 时间T和平均带权周转时间W
4
9:10 0.1 0.6 9.7 9.8 0.7 7.0
平均周转时间
T=(1+1+0.7+0.7)/4=0.85
平均带权周转时间
W=(1+2+3.5+7.)/4=3.375
短作业优先算法
Leabharlann Baidu
次序 提交 运行 等待 开始 完成 周转 带权周
转
1
8:00 1
0
8.0 9.0 1.0 1.0
3
9:00 0.2 0
• 进程则是计算机为了完成用户任务实体而设 置的执行实体，是系统分配资源的基本单位。 计算机要完成一个任务实体，必须要有一个 以上的执行实体。也就是说，一个作业总是 由一个以上的多个进程组成的。
• 调度目标： 一般来说，调度目标主要是以下四点
(1)公平合理：对所有作业应该是公平合理的； (2)高利用率：应使设备有高的利用率， (3)吞吐量大：每天执行尽可能多的作业； (4)响应迅速：有快的响应时间。
• 作业调度时，系统计算每个作业的响应比， 选择R最大者投入执行。
– 长作业有机会获得调度执行(随着它等待时间的增 加，W／T也就随着增加)。
– HRN的吞吐量小于SJF，由于长作业也有机会投 入运行，在同一时间内处理的作业数显然要少于 SJF法。
– 系统开销增加：每次调度前要计算响应比。
– HRN是对FCFS方式和SJF方式的一种综合平衡。