计算机操作系统 - 调度算法

计算机操作系统 - 调度算法

所有调度算法仅列出一次。

目录

• 计算机操作系统 - 调度算法
  • 页面置换算法
    • 工作集算法
    • LRU
    • OPT
    • CLOCK
    • 高响应比
  • 进程、作业调度
    • FCFS
    • SJF
    • 优先级
    • 高响应比优先
    • 时间片轮转
    • 多级反馈队列调度
  • 磁臂调度
    • SSFT
    • SCAN
    • C-SCAN

页面置换算法

工作集算法

• 考察最近使用的页面（分页）。由工作集窗口和时间决定。选定特定时间的工作集窗口，去除重复项即得到工作集。

\[\text{工作集} \le \text{工作集窗口} \]

操作系统需要保证进程的驻留集大于工作集。

LRU

• 换出最长时间未被使用的页（块）。
• 算法：保持序列中的计数唯一，且随最近使用顺序排列。
• 如果有4个行，则需要4个计数器，因此需要2位LRU位。

OPT

• 最佳置换算法，理论算法。选择的是未来最长一段时间不再使用的页面进行淘汰。

CLOCK

• 把可用资源分布于表盘上，指针扫过的区域置0，访问时置1。找第一个为0的位置。是一种对最近访问算法的简化。置 0 的过程表示在一轮查找过程中页已过时（最近没有访问）。注意 CLOCK 算法和 C-SCAN 算法的区别。
• 增加一个修改位，可以第一圈扫描过程中查找未修改的页，若没有找到，第二圈再查找已修改的页。对于没有修改的页，换出时可能就不需要写回（可能之前已经换出过）。

高响应比

进程、作业调度

FCFS

• 先来先服务调度算法。

SJF

• 短作业有限调度算法。平均等待时间和平均周转时间最短。

优先级

• 优先级调度算法。可分为非剥夺式优先级调度算法和剥夺式优先级算法。还可分为 静态优先级和动态优先级。

高响应比优先

• \(响应比=\frac{等待时间+要求服务时间}{要求服务时间}\)

  也即响应比为 \(\frac{预估周转时间}{预估耗时}\) 。因此，长作业等待时间更久，短作业等待时间更短。

时间片轮转

• 先来先执行，但只能执行一个时间片。

多级反馈队列调度

• 多个就绪队列。不同队列优先级不同。优先级高的队列，时间片小。新进程初始进入最高优先级队列，如果没有执行结束，则追加至下一级队列，直至最后一级以时间片轮转的方式进行。只有高优先级队列为空时，低优先级队列才会执行。

磁臂调度

SSFT

• Shortest Seek Time First
• 最短寻道时间优先算法

SCAN

• 扫描算法，又称电梯算法。
• 选择当前移动方向上最近的请求。若没有同方向上的请求，再折返。

C-SCAN

• Circular SCAN
• 循环扫描算法
• 相比扫描算法，折返时直接跳转到折返的底端。也即处理响应的过程中磁臂总是单向移动，如果没有同向的请求则跳转到起始侧重新开始。