操作系统之调度的基本概念

操作系统之调度的基本概念

1. 调度的基本概念与目的

基本概念:调度是指操作系统根据某种规则或算法,从多个任务(进程或线程)中选择一个或多个任务,分配其所需的资源(如CPU、内存等),并控制其在系统中运行的顺序和过程。调度的目的是在保证系统公平性和效率的前提下,最大化地利用系统资源,满足用户的任务需求。

目的:调度的主要目的是解决资源有限性与任务并发性之间的矛盾。通过合理的调度策略,可以确保系统资源得到充分利用,同时保证各个任务能够按照预定的顺序和时间要求得到执行。

2. 调度的层次与类型

层次:调度在操作系统中通常分为高级调度(作业调度)、中级调度(内存调度)和低级调度(进程调度)三个层次。高级调度负责从外存的作业后备队列中选择作业调入内存,并为其创建进程;中级调度负责将内存中暂时不能运行的进程调出到外存,并在需要时将其重新调入内存;低级调度则负责从就绪队列中选择一个进程,并为其分配CPU资源。

类型:根据调度策略的不同,调度可以分为抢占式调度和非抢占式调度两种。抢占式调度允许操作系统在进程运行期间剥夺其CPU使用权,并将其分配给其他更高优先级的进程;非抢占式调度则只允许进程主动放弃CPU使用权,操作系统无法剥夺其资源。

3. 调度算法及其特点

先到先服务(FCFS):按照进程到达就绪队列的顺序进行调度,先进入的先被分配CPU使用权。这种算法实现简单,但可能导致短作业长时间等待。

短作业优先(SJF):选择执行时间最短的进程优先执行。这种算法可以最小化平均等待时间和平均周转时间,但可能导致长作业饥饿。

优先级调度:根据进程的优先级进行调度,优先级高的进程优先获得CPU资源。这种算法可以灵活地调整对不同进程的偏好程度,但可能导致低优先级进程饥饿。

时间片轮转:操作系统将CPU时间划分成若干时间片,每个进程轮流占用一个时间片。这种算法可以实现公平性和响应速度之间的平衡,但高频率的进程切换会带来一定的开销。

多级反馈队列:操作系统创建多个就绪队列,并为每个队列分配不同的优先级和时间片大小。进程根据优先级

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