计算机操作系统--进程管理(下)

一、操作系统最短作业优先(SJF)调度

SJF调度算法根据其突发时间安排进程。在SJF调度中,就绪队列中可用进程列表中的突发时间最短的进程将在下一个进行调度。

SJF优势

<1>最大吞吐量
<2>最低的平均等候时间和周转时间

SJF缺点

<1>可能会面临饥饿问题
<2>这是不可实现的,因为一个进程的确切爆发时间不能预先知道

二、预测SJF进程的CPU突发时间

SJF算法是最好的调度算法之一,因为它提供了最大的吞吐量和最少的等待时间,但是有个问题,CPU的突发时间无法预先知道。我们可以估算某个进程的CPU爆发时间。

1.静态技术

进程大小

可以根据其大小预测进程的爆发时间。

进程类型

(1)OS 进程
进度可以调度程序,编译器,程序管理器和更多系统进程等操作系统进程。它们的爆发时间通常较低。
(2)用户进程
用户发起的进程称为用户进程
<1>互动进程
交互式进程是与用户不时交互的进程或执行完全取决于用户输入的进程,例如各种游戏就是这样的进程。 爆发时间需要降低,因为它们不需要CPU很长时间,它们主要取决于用户与进程的交互性,因此它们主要是IO绑定进程

<2>前台进程
前台进程是用户用来执行其需求的进程,例如MS Office,编辑器,实用程序软件等。这些类型的进程有更高的突发时间,因为它们是CPU和IO绑定进程的完美组合。

<3>后台进程
后台进程支持其他进程的执行。 它们以隐藏模式工作。 例如,密钥记录器是记录用户按下的密钥和用户在系统上的活动的过程。 它们主要是CPU绑定的进程,需要更长的CPU时间。

2.动态技术

<1>简单平均
<2>指数平均或时效

三、最短剩余时间优先(SRTF)调度算法

该算法是SJF调度的抢先版本。 在SRTF中,过程的执行可以在一段时间后停止。 在每个进程到来时,短期调度程序在可用进程列表和正在运行的进程中以最少的剩余突发时间安排进程。
一旦所有进程都在就绪队列中可用,就不会执行抢占,并且该算法将作为SJF调度工作。 当进程从执行中被移除并且下一个进程被调度时,进程的上下文被保存在进程控制块中。 该PCB在下一次执行该过程时被访问。

四、循环调度算法

轮循调度算法是最流行的调度算法之一,它可以在大多数操作系统中实际实现。 这是先到先得的排程先发制人的版本。 该算法着重于时间共享。 在这个算法中,每个进程都以循环方式执行。 在称为时间量的系统中定义了一定的时间片。 就绪队列中的每个进程都分配给该时间段的CPU,如果在该时间内进程的执行完成,那么进程将终止,否则进程将返回就绪队列并等待下一轮完成 执行

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优点

<1>它可以在系统中实际实现,因为它不依赖于突发时间。
<2>它不会遇到饥饿或车队效应的问题
<3>所有的作业都可以获得CPU分配。

缺点

<1>时间越长,系统的响应时间就越长
<2>时间量越小,系统中的上下文切换开销就越高
<3>确定一个完美的时间段是系统中非常困难的任务

五、最高响应比下(HRRN)调度

最高响应比率(HRNN)是最优调度算法之一。 这是一种非抢先式算法,其中,调度是基于称为响应比率的额外参数完成的。 计算每个可用作业的响应比率,响应比率最高的作业优先于其他作业。

响应比=(W+S)/S
W->等待时间,S->服务时间或突发时间。

<1>这种算法不仅有利于缩短作业时间,而且还涉及较长时间作业的等待时间
<2>它的模式是非抢占式的,因此在这个算法中上下文切换是最小的。

六、优先级调度

在优先级调度中,为每个进程分配一个优先级编号。 在一些系统中,数字越小,优先级越高。 而在其他情况下,数字越高,优先级越高。 在可用进程中具有较高优先级的进程由CPU提供。 存在两种类型的优先级调度算法。 一种是抢占式优先级调度,而另一种是非抢先式优先级调度。

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分配给每个过程的优先级编号可能会也可能不会变化。 如果优先级号码在整个过程中没有改变,它被称为静态优先级,而如果它保持定期改变自己,它被称为动态优先级。

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七、非抢占式优先级

在非先占优先级调度中,进程根据分配给它们的优先级编号进行调度。 一旦进程被安排好了,它就会运行直到完成。 通常,优先级数越低,进程的优先级越高

八、抢占式优先级

(1)在抢占式优先级调度中,在进程到达就绪队列时,其优先级与就绪队列中存在的其他进程的优先级以及CPU在该点执行的优先级进行比较。 在所有可用的进程中具有最高优先级的那个将被赋予CPU。

(2)抢先优先级调度和非抢占优先级调度之间的区别在于,在抢先优先级调度中,正在执行的作业可以在更高优先级作业到达时停止。

(3)一旦所有作业在就绪队列中可用,算法将表现为非抢占式优先级调度,这意味着计划的作业将运行直至完成并且不会执行抢占。

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