ucore—15至16讲:处理机调度

本文主要是介绍ucore—15至16讲:处理机调度，希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！

第十五讲：处理机调度

15.1 处理机调度概念

• CPU资源的时分复用
  既要选进程，也要选CPU
  
• 调度时机
  

15.2 调度准则

• 处理机资源的使用模式
  
• 比较调度算法的准则
  
• 快：吞吐量与延迟
  高带宽不一定低延时，低延时不一定高带宽
  
• 处理机调度策略的三个目标：响应时间(延时)、吞吐量(带宽)、公平性
  减少延时
  
  增加吞吐量
  
  保证公平性
  

15.3 调度算法(考虑就绪队列)

15.3.1 先来先服务(FCFS)

• First Come First Serve
  根据进入就绪状态的时间排序
  
  注意周转时间的算法：进程从初始化到结束的总时间(包括等待时间!!!)

• 先来先服务算法的特征
  

15.3.2 短进程优先(SPN/SPF)

• Shortest Process Next
  需注意这个执行时间是预期的，它实际上不可知
  
• 短进程优先的特征
  优点：具有最优平均周转时间
  
  缺点
  
• 执行时间的预估
  对之前的执行时间做衰减，最近的执行时间权重最大
  
  

15.3.3 高响应比优先(HRRN)

• High Response Ratio Next
  

15.4 调度算法(考虑执行时间)

15.4.1 时间片轮转算法(Round-Robin)

• 时间片
  
• 示例
  
• 时间片长度
  设置合理的时间片，维持上下文切换开销在1%内
  
• 时间片 与 先来先服务的比较
  先来先服务于到达时间以及进程执行时间有关，抖动较大；
  时间片处于FCFS的最佳与最差之间，更加稳定；
  

15.4.2 多级队列调度算法(MQ)

• 多级队列调度算法(MQ)
  就绪队列划分成多个独立的子队列，每个队列有自己的调度算法
  对于前台进程队列，多用于交互，对时间要求少，可使用时间片算法；
  对于后台进程队列，计算时间较长，可使用FCFS；
  队列间的调度
  
• 多级反馈队列调度(MLFQ)
  进程可在不同队列间移动的多级队列调度；
  
  算法特征：CPU密集的进程，优先级下降快；
  I/O密集型进程停留在高优先级；

15.4.3 公平共享调度(FSS)

• Fair Share Scheduling
  

15.5 调度算法(其他)

15.5.1 实时调度

• 实时操作系统
  
• 实时任务
  
• 周期实时任务
  
• 硬实时和软实时
  
• 可调度性
  
• 实时调度算法
  前者是静态调度，后者是动态调度；
  都只是提一下，了解即可
  

15.5.2 多处理机调度

• 多处理器调度
  
  对称与非对称多处理器
  非对称多处理器：将若干个处理器挂接到总线上，在各处理器之间形成简单的主从设备关系。非对称处理器不允许所有处理器访问所有系统资源，使系统性能受到限制。
  对称多处理器：所有处理器的地位都是相同的，所有的资源，特别是存储器、中断及I/O空间，都具有相同的可访问性，消除了结构上的障碍

• 对称多处理器的进程分配
  
  实际系统中，两种分配方式都有采用!

15.6 优先级反置

• 优先级反置现象
  由于T1已经占用资源L1，所以T2被阻塞；
  T2被阻塞时，如果T1虽然占用L1资源，但是尚未获得CPU进入运行状态，T3抢占了T1的CPU(T3与T1没有资源冲突)，则会导致高优先级的T2进入长时间等待 => 优先级反置
  => 解决问题的关键就是防止低优先级的进程被中间优先级的进程抢占CPU
  

• 解决方法一：优先级继承
  图中最开始的有优先级：T1>T2>T3
  
  图中，t3时刻，T1优先级高于T3，直接抢占CPU(从而T1被阻塞 => 提高T1优先级)；
  t4时刻，T1请求被T3占用的资源，因此被阻塞，T3获得CPU(因为此时T3已被提升，高于T2，不会被T2抢占)；

• 解决方法二：优先级天花板协议
  
  但是实际系统中，与上述方法都有较大区别！！

第十六讲(实验6)：调度器

16.1 总体介绍和调度过程

这篇关于ucore—15至16讲:处理机调度的文章就介绍到这儿，希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助！

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