处理机调度参考
Operating System处理机调度
非抢占短优先调度示例
Process Arrival Time
P1
0.0
7
P2
2.0
4
P3
4.0
1
P4
5.0
4
• SJF (non-preemptive)
Burst Time
P1
P3
P2
P4
0
3
78
12
16
• 平均等待时间 = (0 + 6 + 3 + 7)/4 = 4
优先级调度
• 每个进程都具有优先度 (integer) • 优先级最高的先被执行（数字越小表示优先级越高）
中每个进程获得CPU时间为 1/n. 没有进程等待时间超过 (n-1)q
• 性能
– q large FIFO – q small q must be large with respect to context
switch, otherwise overhead is too high.
示例: RR （时间片为20）
止或它从运行状态转换到等待状态才会释放CPU。
调度员
• 调度模型 gives control of the CPU to the process selected
by the short-term scheduler; this involves: – 上下文切换 – 处理机状态变为User,而以前是Kernel. – 跳转到执行程序的适当位置重新执行此程序。
processor makes its own scheduling decisions.（自调度,实现复 杂）
• Asymmetric multiprocessing（非对称多处理）– only one
1处理机调度的层次高级调度高级调度又称为作业调度或长程调度
每个系统在选择作业调度算法时，既应考虑用户的 要求，又能确保系统具有较高的效率。在每次执行作业 调度时，都须做出以下两个决定。 1)决定接纳多少个作业 作业调度每次要接纳多少个作业进入内存，取决于多 道程序度(Degree of Multiprogramming)，即允许多少 个作业同时在内存中运行。当内存中同时运行的作业数 目太多时，可能会影响到系统的服务质量，比如，使周 转时间太长。但如果在内存中同时运行作业的数量太少 时，又会导致系统的资源利用率和系统吞吐量太低，因 此，多道程序度的确定应根据系统的规模和运行速度等 情况做适当的折衷。
每当作业进入系统时，系统便为每个作业建立一个 JCB，根据作业类型将它插入相应的后备队列中。作业调 度程序依据一定的调度算法来调度它们，被调度到的作 业将会装入内存。在作业运行期间，系统就按照JCB中的 信息对作业进行控制。当一个作业执行结束进入完成状 态时，系统负责回收分配给它的资源，撤消它的作业控 制块。
2)决定接纳哪些作业 应将哪些作业从外存调入内存，这将取决于所采用的 调度算法。最简单的是先来先服务调度算法，这是指将 最早进入外存的作业最先调入内存；较常用的一种算法 是短作业优先调度算法，是将外存上最短的作业最先调 入内存；另一种较常用的是基于作业优先级的调度算法， 该算法是将外存上优先级最高的作业优先调入内存；比 较好的一种算法是“响应比高者优先”的调度算法。
作业步：通常，在作业运行期间，每个作业都必须 经过若干个相对独立，又相互关联的顺序加工步骤才能 得到结果，我们把其中的每一个加工步骤称为一个作业 步，各作业步之间存在着相互联系，往往是把上一个作 业步的输出作为下一个作业步的输入。 作业流：若干个作业进入系统后，被依次存放在外存 上，这便形成了输入的作业流；在操作系统的控制下， 逐个作业进行处理，于是便形成了处理作业流。
华东理工大学《操作系统》第四章处理机调度
10
（4）基于优先级调度算法：静态法和动态法
作业调度程序根据JCB优先数决定进入内存的次序,系统开销小
（a）静态优先级（外部优先数）
用户提交作业时，根据急迫程度规定适当的优先数 系统或操作员根据作业类型及要求资源情况指定。
（b）由系统动态计算优先级(内部优先数) 例如：可按如下公式计算作业的优先数：
要求： （1）提供必要的调度信息 就绪时间、开始时限、完成时限、处理时间、资源要求、优先级 （2）快速的外部中断响应能力 （3）调度方式 硬实时任务广泛采用抢占调度方式 有些软实时任务也可用非抢占方式 （4）快速任务分派，进程切换
1.实时系统的特点
25
2.实时调度算法
1）时间片轮转法
仅能获得秒级的响应时间，只适用于一般实时信息处理，不能 用于要求严格的实时控制系统中。
5
1）调度算法性能的衡量
调度算法的确定基于一定因素，一般系统的设计 目标有：
（1）每天运行尽能多的作业； （2）使CPU保持忙； （3）使I/O保持忙； 常用指标： 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时间。 吞吐率：在单位时间内，一个计算机系统所完成的 总工作量。 响应时间：从用户向计算机发出一个命令到系统把 相应结果返回所需时间。 6 设备利用率：输入输出设备的使用情况。 （4）对所有作业公平合理。
优先数
0 时间片S1
PCB队列
1 时间片S2 ……
PCB队列
j 时间片Sj
PCB队列
……
PCB队列
i-1 时间片Si-1
i
时间片Si
PCB队列
多级反馈队列
24
注：时间片S1<S2<S3< …… <Si
处理机调度算法的比较
处理机调度算法的比较计算机科学学院计算机科学与技术2009摘要：处理机调度基本概念、调度算法优劣的评价准则、多种处理机调度算法的介绍引言操作系统是处理计算机硬件的一层软件和作为计算机用户与计算机硬件的中间的协调者。
操作系统的CPU调度器负责给各个任务分发CPU带宽资源。
调度算法负责管理当前执行任务等额顺序和性能3 内容：3.1 处理机调度的基本概念高/中/低级调度1. 高级调度（作业调度）决定把外存上处于后备队列中的哪些作业调入内存，并为它们创建进程、分配必要的资源，准备执行。
2. 低级调度（进程调度）决定就绪队列中的哪个进程应获得处理机，然后再由分派程序执行把处理机分配给该进程的具体操作。
非抢占方式和抢占方式3. 中级调度决定把又具备运行条件的挂起进程重新调入内存，挂到就绪队列上，准备执行。
3.2 调度算法优劣的评价准则衡量和比较调度算法性能优劣主要有一下几个因素：（1）CPU利用率。
CPU是计算机系统中最重要的资源，所以应尽可能使CPU保持忙，使这一资源利用率最高。
（2）吞吐量。
CPU运行时表示系统正处于工作状态，工作量的大小是以每单位时间所完成的作业数目来描述的，这就叫吞吐量。
（3）周转时间。
指从作业提交到作业完成所经过的时间，包括作业等待，在就绪队列中排队，在处理机上运行以及进行输入/输出操作所花时间的总和。
（4）等待时间。
处理机调度算法实际上并不影响作业执行或输入/输出操作的时间，只影响作业在就绪队列中等待所花的时间。
因此，衡量一个调度算法优劣常常简单的考察等待时间。
（5）响应时间。
指从作业提交到系统作出相应所经过的时间。
在交互式系统中，作业的周转时间并不一定是最好的衡量准则，因此，常常使用另一种度量准则，即相应时间。
从用户观点看，响应时间应该快一点好，但这常常要牺牲系统资源利用率为代价。
（6）公平性——确保每个用户每个进程获得合理的 CPU 份额或其他资源份额，不会出现饿死情况。
当然，这些目标本身就存在着矛盾之处，操作系统在设计时必须根据其类型的不同进行权衡，以达到较好的效果。
24秋国家开放大学操作系统形考任务1-4参考答案
国家开放大学《操作系统》形考任务1-4参考答案题目顺序随机，下载后可利用查找功能完成学习任务形考作业1一、单项选择题1.按照所起的作用和需要的运行环境，操作系统属于（）。
A. 系统软件B. 应用软件C. 用户软件D. 支撑软件2.UNIX操作系统核心层的实现结构设计采用的是（）。
A. 层次结构B. 网状结构C. 微内核结构D. 单块式结构3.UNIX命令的一般格式是（）。
A. [参数] [选项] 命令名B. [选项] [参数] 命令名C. [命令名] [选项] [参数]D. 命令名[选项] [参数]4.操作系统的基本职能是（）。
A. 提供方便的可视化编辑程序B. 提供功能强大的网络管理工具C. 提供用户界面，方便用户使用D. 控制和管理系统内各种资源，有效地组织多道程序的运行5.操作系统对缓冲区的管理属于（）的功能。
A. 处理器管理B. 存储器管理C. 文件管理D. 设备管理6.操作系统内核与用户程序、应用程序之间的接口是（）。
A. C语言函数B. shell命令C. 图形界面D. 系统调用7.工业过程控制系统中运行的操作系统最好是（）。
A. 实时系统B. 分时系统C. 网络系统D. 分布式操作系统8.进程从运行状态变为阻塞状态的原因是（）。
A. 输入或输出事件发生B. 输入或输出事件完成C. 时间片到D. 某个进程被唤醒9.进程控制块是描述进程状态和特性的数据结构，一个进程（）。
A. 可以没有进程控制块B. 可以有多个进程控制块C. 可以和其他进程共用一个进程控制块D. 只能有唯一的进程控制块10.进程与程序之间有密切联系，但又是不同的概念。
二者的一个本质区别是（）。
A. 程序保存在文件中，进程存放在内存中B. 程序是动态概念，进程是静态概念C. 程序顺序执行，进程并发执行D. 程序是静态概念，进程是动态概念11.两个进程合作完成一个任务，在并发执行中，一个进程要等待其合作伙伴发来信息，或者建立某个条件后再向前执行，这种关系是进程间的（）关系。
实验一 处理机调度实验报告
实验一处理机调度实验报告一、实验目的处理机调度是操作系统中的一个重要组成部分，其目的是合理地分配处理机资源，以提高系统的性能和效率。
本次实验的主要目的是通过模拟处理机调度算法，深入理解不同调度算法的工作原理和性能特点，并能够对它们进行比较和分析。
二、实验环境本次实验使用了以下软件和工具：1、操作系统：Windows 102、编程语言：Python3、开发环境：PyCharm三、实验内容1、先来先服务（FCFS）调度算法先来先服务调度算法按照作业或进程到达的先后顺序进行调度。
即先到达的作业或进程先得到处理机的服务。
2、短作业优先（SJF）调度算法短作业优先调度算法优先调度运行时间短的作业或进程。
在实现过程中，需要对作业或进程的运行时间进行预测或已知。
3、高响应比优先（HRRN）调度算法高响应比优先调度算法综合考虑作业或进程的等待时间和运行时间。
响应比的计算公式为：响应比＝（等待时间＋要求服务时间）／要求服务时间。
4、时间片轮转（RR）调度算法时间片轮转调度算法将处理机的时间分成固定大小的时间片，每个作业或进程在一个时间片内运行，当时间片用完后，切换到下一个作业或进程。
四、实验步骤1、设计数据结构为了表示作业或进程，设计了一个包含作业或进程 ID、到达时间、运行时间和等待时间等属性的数据结构。
2、实现调度算法分别实现了上述四种调度算法。
在实现过程中，根据算法的特点进行相应的处理和计算。
3、模拟调度过程创建一组作业或进程，并按照不同的调度算法进行调度。
在调度过程中，更新作业或进程的状态和相关时间参数。
4、计算性能指标计算了平均周转时间和平均带权周转时间等性能指标，用于评估不同调度算法的性能。
五、实验结果与分析1、先来先服务（FCFS）调度算法平均周转时间：通过计算所有作业或进程的周转时间之和除以作业或进程的数量，得到平均周转时间。
在 FCFS 算法中，由于按照到达顺序进行调度，可能会导致长作业或进程长时间占用处理机，从而使平均周转时间较长。
操作系统第3章 处理机调度(调度)
3.2 调度算法
进程调度的核心问题就是采用什么样的算法将处 理机分配给进程，常用的进程调度算法有：
先来先服务调度算法
短作业/进程优先调度算法
优先权调度算法
高响应比优先调度算法
时间片轮转调度算法
多级队列调度算法
多级反馈队列调度算法
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一、先来先服务调度算法FCFS
基本思想:按照进程进入就绪队列的 先后次序来分配处理机。
抢占（剥夺）方式
非抢占方式
一旦把处理机分配给某进程后，便让该进程 一直执行，直到该进程完成或因某事件而被 阻塞，才再把处理机分配给其它进程，不允 许进程抢占已分配出去的处理机。
特点：实现简单，系统开销小，常用于批处 理系统；但不利于处理紧急任务，故实时、 分时系统不宜采用。
抢占方式
允许调度程序根据某种原则（时间片、优 先权、短进程优先），停止正在执行的进 程，而将处理机重新分配给另一进程。
调度算法（太长---FCFS）； 上下文切换（太短---上下文切换频繁）； 平均周转时间。
短时间片增加上下文切换频率
周转时间随时间片变化
三、时间片轮转调度算法—例(1)
EG： 进程 到达时间
P1
0
P2
2
P3
4
P4
5
RR（时间片为1）
服务时间
7 4 1 4
P1 P2 P1 P2 P3 P1 P4 P2 P1 P4 P2 P1 P4 P1 P4
FCFS SPF-非 SPF-抢
周转T 124.25 100
75.75
等待T 74.25 49.5
25.25
二、SJF/SPF ——抢占式
到达顺序: 进程名 到达时间 服务时间
处理机的调度课程设计
处理机的调度课程设计一、教学目标本节课的教学目标是让学生掌握处理机的调度原理和方法，理解调度算法的基本思想和实现方式，能够分析调度算法的性能和适用场景。
具体包括以下三个方面的目标：1.知识目标：（1）了解处理机调度的基本概念、作用和分类；（2）掌握常用调度算法（如FCFS、SJF、HRRN等）的基本原理和实现方式；（3）理解调度算法的设计思想和评价指标。
2.技能目标：（1）能够运用调度算法分析实际问题，设计简单的调度策略；（2）具备调试和优化调度算法的能力；（3）会使用相关工具和软件进行调度算法的实现和性能分析。
3.情感态度价值观目标：（1）培养学生对计算机系统运行效率的重视；（2）培养学生勇于探索、创新的精神；（3）培养学生团队协作、沟通交流的能力。
二、教学内容本节课的教学内容主要包括以下几个部分：1.处理机调度概述：介绍处理机调度的基本概念、作用和分类；2.常用调度算法：详细讲解FCFS、SJF、HRRN等调度算法的原理和实现方式；3.调度算法的设计思想和评价指标：分析调度算法的设计思路，介绍调度算法的评价指标；4.调度算法的应用和实践：探讨调度算法在实际应用中的案例，教授如何设计和优化调度策略。
三、教学方法为了达到本节课的教学目标，我们将采用以下教学方法：1.讲授法：讲解处理机调度的基本概念、原理和算法；2.讨论法：学生讨论调度算法的设计思想和应用场景；3.案例分析法：分析实际案例，让学生了解调度算法在实际应用中的作用；4.实验法：引导学生动手实践，调试和优化调度算法。
四、教学资源为了支持本节课的教学内容和教学方法的实施，我们将准备以下教学资源：1.教材：选用权威、实用的教材，如《计算机操作系统》；2.参考书：提供相关领域的参考书籍，以便学生深入理解调度算法；3.多媒体资料：制作精美的PPT，生动展示调度算法的原理和应用；4.实验设备：准备相应的实验设备，如计算机、网络设备等，让学生动手实践。
处理机调度
1. 在批处理系统中，一个作业从提交给系统到运行结束退出系统，通常有哪些作业状态？你能说出这些状态转换的原因吗？由哪些程序负责这些状态之间的转换？2. 简述作业调度程序、中级调度程序和进程调度程序的功能，并指出这些调度程序通常配置于什么操作系统中？3. 下列问题应由哪一级调度程序负责？(1) 发生时间片中断后，决定将处理机分给哪一个就绪进程？(2) 在短期繁重负荷情况下，应将哪个进程挂起？(3) 一个作业运行结束后，从后备作业队列中选具备能够装入内存的作业？4. 在分时系统内部有必要设立作业调度程序吗？为什么？5. 有三道程序其构成如下所示，它们在一个系统中运行，该系统有输入设备、输出设备各一台。
A进程：输入32秒，计算8秒，输出5秒。
B进程：输入21秒，计算14秒，输出35秒。
C进程：输入12秒，计算32秒，输出15秒。
试问：(1) 三道程序顺序执行时需要最短时间多少？(2) 为了充分发挥各设备效能，三道程序并发执行，最短需要多少时间？（不计系统开销时间）6. 进程调度方式有哪两种？各适用于什么场合？7．试述抢占调度方式中的三种抢占原则。
8. 调度队列模型主要有哪三种？各适用于什么场合？9. 什么是作业周转时间？请写出作业平均周转时间和作业带权周转时间的计算公式，并指出公式中参数的含义。
10. 什么是响应时间？分别写出分时系统和实时系统对响应时间的要求。
11. 举例说明，为什么FCFS算法对交互式用户而言，并不是一种恰当的进程调度模式。
12. 什么是短作业（短进程）优先调度？为什么SJF(SPF) 调度算法对长作业（长进程）不利？13. 作业调度算法选择作业的原则，可以是保证系统吞吐量大，可以是对用户公平合理，可以是充分发挥系统资源的利用率。
请分别指出先来先服务、最短作业优先体现了哪种选择作业的原则。
14. 优先级调度算法有什么优点？它适用于什么系统？15. 假定在一个多道批处理系统中，道数不受限制。
操作系统第13讲：第4章 处理机调度调度算法.ppt
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4.6 实时系统调度方算法简介
四、时限调度算法
导语：基本思想是：按用户的时限要求顺序设置优先级，优先
●实时系统所处理的外部任务可分为周期性的与非周期性的两大类。非周期性 任务，存在有一个完成或开始进行处理时限；而周期性任务要求在周期T内 完成或开始进行处理。
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4.6 实时系统调度算法简介
一、实时系统的特点
1．有限等待和响应时间（决定性） 2．可靠性高 3．用户可以控制 4．系统纠错能力强，实时系统要求很高的可靠性。
导语：
●实时系统广泛用在移动通信、网络计算、航空航天等领域。os是实时系统中 最重要的部分之一,它负责在用户要求的时限内进行事件处理和控制。
●实时系统与其他系统的最大区别：处理和控制的正确性不仅取决于计算的逻 辑结果，而且取决于计算和处理结果产生的时间。因此，实时系统的调度， 即把给定的任务，按所要求的时限调配到相应的设备上处理完成。根据实 时系统对处理外部事件的时限要求，分为硬、软实时任务。 ◆硬实时任务要求系统必须完全满足任务的时限要求。 ◆软实时任务允许时限要求有一定的延迟，时限要求只是一个相对条件。
注意P90: 周转T、完成T、提交T、带权周转T等概念在公式中的含义。 ●分析结论:P3 执行的时间非常短，但等待时间过长，显然是不合理的。
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4.4 调度算法
二、短作业或短进程调度算法（SJF）
1. 适应范围：作业或进程 2. 原则：选取最短作业或进程进行执行 3. 优点：当短作业或短进程较多时，系统效率较高 4. 缺陷：对长作业不利，设有考虑优先级
操作系统章节练习第3章处理机调度
操作系统章节练习第3 章处理机调度一、单项选择题题目11．为了使系统中各部分资源得到均衡使用，就必须选择对资源需求不同的作业进行合理搭配，这项工作是由（）完成的。
A. 中级调度B. 进程调度C. 作业调度D. 对换题目 2 2．操作系统中必不可少的调度是（）。
A. 中级调度B. 作业调度C. 对换D. 进程调度题目33．作业生存期共经历四个状态，它们是提交、后备、（）和完成。
a. 等待b. 开始c. 就绪d. 执行题目44．作业调度程序从处于（）状态的队列中选取适当的作业调入主存运行。
A. 后备B. 执行C. 提交D. 完成题目55．放在输入井中的作业处于（）状态。
A. 完成B. 提交C. 执行D. 后备题目66 .在操作系统中，JCB是指（）。
A. 作业控制块B. 程序控制块C. 进程控制块D. 文件控制块 题目 7 7．作业调度的关键在于（ ）。
A. 选择恰当的进程管理程序B. 有一个较好的操作环境C. 选择恰当的作业调度算法D. 用户作业准备充分 题目 88．作业调度选择一个作业装入主存后，该作业能否占用处理器必须由（ ）A. 驱动调度B. 设备管理C. 作业控制D. 进程调度 题目 99．在操作系统中，作业处于（ ）状态时，已处于进程的管理之下。
A. 阻塞B. 执行C. 后备D. 完成 题目 1010．作业一旦进入内存即为执行状态， 与之相关的进程在作业进入内存时予以创建， 的初始状态为（ ）。
A. 提交态 B. 阻塞态 C. 就绪态 D. 运行态 题目 1111．进程调度是根据一定的调度算法，从（ ）队列中挑选出合适的进程。
A. 运行B. 就绪C. 等待D. 阻塞题目 12 12．在批处理系统中，周转时间是（ ）。
A. 作业的相对等待时间B. 作业等待时间和运行时间之和C. 作业运行时间D. 作业被调度进入主存到运行完毕的时间 题目 1313．从系统的角度出发，希望批处理控制方式下进入输入井的作业（）尽可能小。
处理机调度习题
1.
2.
3.
4.
5.
有一个具有两道作业的批处理系统，作业调度采用最高响应比调度算法，进程调度采用短进程优先的抢占式调度算法，有如表所示的作业序列，作业优先数即为进程优先数，优先数越小优先级越高。
试求作业平均周转时间。
6.设有四道作业，它们的提交时间和运行时间如下表： 作业号 提交时刻(时) 运行时间(小时) 1 8:00 2.0 2 8:50 0.5 3 9:00 0.1 4 9:50 0.2
求：试给出下面三种调度算法下，作业的执行顺序、平均周转时间和平均带权周转时间。
(1)先来先服务FCFS 调度算法 (2)短作业优先SJF 调度算法 (3)高响应比优先调度算法。
处理机的调度算法分类
处理机的调度算法分类
处理机的调度算法是指操作系统的一种重要机制，用于在多个进程之间分配和利用处理器资源。
根据不同的策略和目标，处理机的调度算法可以分为以下几种类型：
1. 先来先服务（FCFS）调度算法
先来先服务调度算法是一种简单的调度算法，它按照进程到达的顺序来分配处理器资源。
即，先到达的进程先被执行。
这种算法的优点是简单易实现，但是它没有考虑进程执行时间的差异，可能会导致长时间等待。
最短作业优先调度算法是一种根据进程执行时间长度来分配处理器资源的方法，执行时间短的进程优先得到处理器资源。
这种算法对缩短平均等待时间和平均周转时间有很好的效果，但由于需要预测进程执行时间，所以难以实现。
3. 优先级调度算法
优先级调度算法是一种通过为每个进程分配优先级，并按照优先级来分配处理器资源的方法。
高优先级的进程先被执行，但由于进程间优先级差异过大导致的低优先级进程饥饿问题，所以该算法应用不广泛。
4. 时间片轮转调度算法
时间片轮转调度算法是一种根据时间片长度来分配处理器资源的方法，每个进程被分配一个时间片，当时间片用完后，处理器资源就被分配给下一个进程。
这种算法可以轻松地实现进程并发和多任务处理，但是对于系统计算要求高或进程数较多时，系统响应速度会降低。
多级反馈队列调度算法是一种结合了时间片和优先级的方法。
每个进程被分配一个初始优先级和时间片长度，当进程使用完当前时间片时，优先级降低且时间片长度增加。
这种算法既保证了优先级的考虑，也避免了长时间等待或者进程饥饿问题。
最后，需要指出的是，不同的调度算法适用于不同的场景，需要根据具体需求进行选择和应用。
操作系统四种调度算法
操作系统四种调度算法操作系统对进程的调度一般上有四种常见的算法。
下面由店铺为大家整理了操作系统的四种调度算法的相关知识，希望对大家有帮助!操作系统四重调度算法之一、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。
操作系统四重调度算法之二、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。
操作系统四重调度算法之三、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。
处理机调度算法的实现
处理机调度算法的实现调度算法是计算机科学中一个重要的概念，它涉及到对处理机的任务进行合理的分配和调度，以提高计算机系统的性能和效率。
在现代计算机系统中，有各种不同的调度算法可供选择，每种算法都有其独特的特点和适用场景。
调度算法的实现是指将某种具体的调度策略编写成代码并应用于计算机系统中。
通过实现调度算法，我们能够使计算机系统在处理任务时更加高效和稳定。
为了实现一个有效的调度算法，我们需要考虑多个因素，包括任务的优先级、处理机的资源利用率、任务的完成时间等。
本文将介绍调度算法的背景和重要性，以及如何进行调度算法的实现。
通过理解调度算法的原理和实现方法，我们能够更好地应用适合的调度算法来优化计算机系统的性能。
调度算法是计算机中重要的概念，用于管理和安排处理机资源以有效地执行任务。
下面将解释调度算法的基本概念，包括作业调度、进程调度和线程调度。
作业调度作业调度是指在多道程序设计中，根据一定的策略和算法，合理地安排和调度作业的执行顺序和时间。
作业调度的目标是提高系统的利用率和吞吐量，减少等待时间和响应时间。
常见的作业调度算法包括先来先服务（FCFS）、最短作业优先（SJF）和优先级调度等。
进程调度进程调度是指在操作系统中，根据一定的策略和算法，合理地安排和调度进程的执行顺序和时间。
进程调度的目标是实现公平性、高效性和吞吐量的平衡。
常见的进程调度算法包括时间片轮转调度、最短剩余时间优先（SRTF）和多级反馈队列调度等。
线程调度线程调度是指在多线程环境下，根据一定的策略和算法，合理地安排和调度线程的执行顺序和时间。
线程调度的目标是提高系统的并发性、响应性和效率。
常见的线程调度算法包括抢占式调度、优先级调度和轮询调度等。
以上就是调度算法的基本原理和概念。
了解和掌握这些调度算法对于有效地管理和利用处理机资源至关重要。
常见的处理机调度算法先来先服务（FCFS）：先到先服务算法是一种简单的调度算法，按照进程到达的顺序分配处理机资源。
处理机调度算法rr案例
处理机调度算法rr案例
那咱们就来个简单又有趣的时间片轮转（RR Round Robin）调度算法的案例吧。
想象一下，你是一个超级繁忙的餐厅经理，餐厅里有好多桌客人，而服务员就那么几个，这服务员就好比是处理机，客人就是各个进程啦。
比如说现在有三个客人（进程），分别是甲、乙、丙。
每个客人点菜、吃饭、聊天啥的就相当于进程在执行自己的任务。
这个时间片呢，就假设是10分钟（在计算机里时间片可是超级短的，这里为了好理解就设长一点啦）。
服务员先到甲客人这桌，开始服务甲客人点菜啥的，这就是甲进程开始占用处理机啦。
10分钟一到，不管甲客人点完菜没，服务员就得按照RR调度算法，去乙客人那桌啦，这时候甲客人就只能先等等，乙客人就开始占用服务员（处理机）10分钟，乙客人可能正跟服务员说自己的特殊要求呢，时间一到，服务员又得去丙客人那桌，丙客人就开始享受这10分钟的专属服务，可能是在加菜或者询问菜品之类的。
等丙客人这10分钟用完了，服务员又轮回到甲客人这桌啦。
这时候甲客人可能因为之前被打断了，得重新和服务员沟通，不过没关系，按照RR算法就是这样循环着来，保证每个客人（进程）都能得到相对公平的服务（处理机时间）。
如果甲客人很快就结束了自己的事情，比如说点完菜了，那甲客人就可以先在那等着上菜，服务员还是按照RR算法去服务乙和丙客人。
直到所有客人都完成了他们在餐厅的流程（进程结束）。
这样通过RR调度算法，每个客人（进程）都能得到一些时间的服务（处理机时间），不会出现一个客人（进程）一直霸占着服务员（处理机），而其他客人（进程）干等的情况。
是不是还挺好理解的呀 。
OS_7_处理机调度(1)
W n
i 1
i
2013-7-12
31
4.2.2 作业调度目标与性能衡量
对于分时系统，除了要保证系统吞吐量 大、资源利用率高之外，还应保证有用 户能够容忍的响应时间。因此，在分时 系统中，仅仅用周转时间或带权周转时 间来衡量调度性能是不够的，一般要在 多种影响因素之间进行折衷考虑。
2013-7-12
进程Reader
有没有问 题？
进程Writer While(TRUE){ w_cnt=w_cnt+1; P(r_w_w); {写操作} V(r_w_w); P(mutex); w_cnt=w_cnt-1; if( !w_cnt&& w_r_cnt>0) V(r_waiting); V(mutex); }
• 作业调度性能评价(批处理系统):
–不同系统调度性能的衡量标准不同, 对于批处理系统，由于主要用于计算， 对于作业的周转时间要求较高。因此， 作业的平均周转时间或平均带权周转 时间，被作为衡量调度算法优劣的标 准。 –对于分时系统和实时系统来说，外 加平均响应时间被作为衡量调度策略 优劣的标准。
2013-7-12 29
进程同步复习 & 处理机调度
胡燕
内容纲要
• 读者/写者问题
– 写者优先方法的实现
• 处理机调度
• 补充：Windows同步机制简介
2013-7-12
2
读者/写者问题
Problem Statement: 一组公共数据DB R1 …… Rm W1 …... Wn 进程关系分析： （1）R-R可以同时 （2）R-W不可同时 （3）W-W不可同时
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内容纲要
• 读者/写者问题 – 写者优先方法的实现 • 处理机调度 • 补充：Windows同步机制简介
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实验原理：
时间片轮转调度算法和优先权调度算法本质上是一致的，只是在调度时选择的策略不一样而已，其程序的流程图是一致的，所以在此仅给出了一个流程图。
具体算法流程图如图1所示。
图1 处理机调度算法流程图
1.时间片轮转调度算法
当系统按时间片轮转算法调度进程时，将所有的就绪进程按照一定的原则（如先来先服务原则）排列，形成一个就绪队列。
每次调度为队首进程分配CPU资源，令其执行一个时间片，该时间片的大小从几ms到几百ms。
当时间片用完时，由计时器发出中断信号，通知系统剥夺当前运行进程的CPU使用权，并将此进程送入就绪队列的末尾，等待下一次执行；然后，把处理机分配给就绪队列中新的队首进程，执行重复操作。
在进程运行过程中，如果时间片未用完而等待事件发生，则该进程进入等待队列，系统将CPU重新分配给就绪队列的队首进程，一旦事件发生后，等待队列的队首进程进入就绪队列末尾。
这样就可以保证就绪队列中的所有进程，在可接受的等待时间内，均能获得处理机并调度执行。
时间片轮转调度算法的进程状态转换图如图2所示。
事件发生
图 2 时间片轮转调度算法进程状态转换图
2.优先权调度算法
优先权调度算法的进程状态转换图如图3所示。
事件发生
图 3 优先权调度算法进程状态转换图
1)优先权调度算法的类型
（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，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，系统方可将处理机分配给另一优先权高的进程。
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。
一旦出现了另一个优先权更高的进程时，进程调度程序就停止原最高优先权进程的执行，而将处理机分配给新出现的优先权最高的进程。
2)优先权的类型
对于最高优先权算法，其关键在于是采用静态优先权，还是动态优先权。
（1）静态优先权
静态优先权是在创建进程时确定的，且规定它在进程的整个运行期间保持不变。
一般，优先权是利用某一范围内的一个整数来表示。
确定进程优先权的依据是：
①进程类型
②进程对资源的需求
③进程的估计执行时间及内存需要量
④用户需求
（2）动态优先权
动态优先权是指在创建进程时所赋予的优先权，可以随进程的推进或随其等待时间的增加而改变，以便获得更好的调度性能。
例如，在就绪队列中的进程，随其等待时间的增长，其优先权以速率a提高。
若所有的进程都具有相同的优先权初值，则应将最先进入就绪队列的进程赋予最高动态优先权，从而优先获得处理机，即FCFS算法。
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。
实验内容：
1. 设计一个按动态优先数调度算法实现处理机调度的程序
（1）假定系统有四个进程，每一个进程用一个进程控制块PCB来代表，进程控制块的结构如表1所示。
其中，
进程id——进程的标识
进程名称——假设若干个进程的进程名分别为P1，P2，P3，P4…
进程状态——进程三态转化的标识（1-运行态、2-就绪态、3-等待态、0-完成态）
进程类型——进程是系统进程还是用户进程（0-系统进程、1-用户进程）
请求资源的时刻——请求资源的时刻
表1 PCB结构
总共需要CPU的时间——假设进程需要运行时间数。
运行时间——当前进程已运行时间。
优先数——赋予进程的优先数，调度时总是选取优先数小（即优先级高的）的进程先执行。
指向下一个进程的指针——用指针指出下一个进程的进程控制块的首地址，最后一个进程中的指针为“NULL”。
（2）在每次运行所设计的处理器调度程序之前，为每个进程确定它的“进程名称”和“总共需要CPU的时间”。
（3）在调度过程中，设计四个队列：完成态队列、运行态队列、就绪态队列、等待态队列。
（4）根据“总共需要CPU的时间”确定请求资源的时刻，资源的结构可以如表2所示。
表2 资源数据结构
（5）处理器调度总是选就绪队列的首进程运行。
采用动态改变优先数的办法，进程每运行一次优先数就减“1”，就绪队列中的进程加“2”。
在运行过程中，改变进程的优先级，要求运行时间减“1”来模拟进程的一次运行。
（6）当运行进程的运行时间到达请求资源的时刻时，去占用资源，若资源现处于被占用状态就进入等待状态，若资源空闲，进入就绪状态。
2. 设计一个按时间片轮转法实现处理机调度的程序
（1）假定系统有四个进程，每一个进程用一个进程控制块PCB来代表，进程控制块的元素如表3所示。
其中，
进程id——进程的标识
进程名称——假设若干个进程的进程名分别为P1，P2，P3，P4…
进程状态——进程三态转化的标识（1-运行态、2-就绪态、3-等待态、0-完成态）
进程类型——进程是系统进程还是用户进程（0-系统进程、1-用户进程）
表3 时间片轮转法PCB结构
请求资源的时刻——请求资源的时刻
总共需要CPU的时间——假设进程需要运行时间数。
运行时间——当前进程已运行时间。
优先数——赋予进程的优先数，调度时总是选取优先数小（即优先级高的）的进程先执行。
指向下一个进程的指针——用指针指出下一个进程的进程控制块的首地址，最后一个进程中的指针为“NULL”。
（2）在每次运行所设计的处理器调度程序之前，为每个进程确定它的“进程名称”和“总共需要CPU的时间”。
（3）在调度过程中，设计四个队列：完成态队列、运行态队列、就绪态队列、等待态队列。
（4）根据“总共需要CPU的时间”确定请求资源的时刻，资源的数据结构如表2所示。
（5）处理器调度总是选就绪队列的首进程运行。
采用时间片轮转法的办法，进程每运行一个时间片当前运行进程进入就绪态，就绪队列中的首个进程进入运行态来模拟进程的一次运行。
当运行进程的运行时间到达请求资源的时刻时，去占用资源，若资源现处于被占用状态就进入等待状态等待，若资源空闲，进入就绪状态。