计算机操作系统基础(六)---作业管理之进程调度

引言

本文为第六篇，作业管理之进程调度，本文主要介绍进程调度的概述和进程调度的算法

一、进程调度概述

进程调度是指计算机通过决策决定哪个就绪进程可以获得CPU使用权。也就是说，进程调度指的是计算机选择哪一个进程可以使用CPU，前提是这个进程的状态为就绪状态

进程调度有两个步骤：

• 保留旧进程的运行信息，请出旧进程
• 选择新进程，准备运行环境并分配CPU

为了实现进程调度的这两个步骤，就需要了解三种重要的机制：

• 就绪队列的排队机制
• 选择运行进程的委派机制
• 新老进程的上下文切换机制

就绪队列的排队机制

(1)就绪队列的排队机制

就绪队列中摆放着所有的就绪状态的进程

就绪队列的排队机制就是为了提高进程调度的效率，事先将就绪进程按照一定的方式排成队列，以便调度程序可以最快找到就绪进程

(2)选择运行进程的委派机制

这个机制就要求可以从就绪队列中选出一个进程，然后让去CPU中进行执行。调度程序以一定的策略选择就绪进程，将CPU资源分配给它

(3)新老进程的上下文切换机制

如果要将新的进程调度到CPU中，就需要将老的进程的CPU环境备份出来，然后将新的进程的CPU环境切换进去。它保存当前进程的上下文信息，装入被委派执行进程的运行上下文

在CPU里面有一个高速缓存，这个机制就是首先将老进程的上下文备份到主存中，接着将新的进程的上下文放入到CPU中，准备环境，让新的进程可以运行起来，这个就是新老进程的上线文切换机制。这三个就是进程调度所需要的三个基本的机制

思考一个问题，如果进行调度的时候，老的进程还没有执行完，这个时候怎么办？

按照老的进程有没有执行完，将进程调度的方法分为两大类：

• 非抢占式的调度
• 抢占式调度

非抢占式的调度

• CPU一旦分配给某个进程，就让该进程一直使用下去
• 调度程序不以任何原因抢占正在被使用的CPU
• 直到进程完成工作或因为IO阻塞才会让出CPU

抢占式调度

• 允许调度程序以一定的策略暂停当前运行的进程
• 保存好旧进程的上下文信息，分配CPU给新进程

两种方式进行一个对比

进程调度的算法

• 先来先服务调度算法
• 短进程优先调度算法
• 高优先权优先调度算法
• 时间片轮转调度算法

先来先服务调度算法

在就绪队列中，按照先来先服务的原则，优先选择队列前面的进程进行调度

短进程优先调度算法

• 调度程序优先选择就绪队列中估计运行时间最短的进程
• 短进程优先调度算法不利于长作业进程的执行

高优先权优先调度算法

这个算法是以优先级为基础的

• 进程附带优先权，调度程序优先选择权重高的进程
• 高优先权优先调度算法使得紧迫的任务可以优先处理

前边文章中有说到，前台进程的优先级要高于后台进程的优先级，因为前台进程是与用户进行交互的，为了保证用户在使用系统的时候不会卡顿，因此前台进程权重就要高于后台进程

时间片轮转调度算法

按先来先服务的原则排列就绪进程

每次从队列头部取出待执行进程，分配一个时间片执行(把这个时间片用完了，不管这个进程有没有执行完，都会将这个进程重新的插到队列的尾部。每个进程分配的时间片都是一样的)。是相对公平的调度算法，但不能保证及时响应用户

在快速变化的技术中寻找不变，才是一个技术人的核心竞争力。知行合一，理论结合实践

站在了巨人的肩膀上学习，向前辈致敬

参考：https://coding.imooc.com/class/355.html