关于单核和多核微处理器调度策略和调度算法

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1、关于单核和多核微处理器调度策略和调度算法进程调度负责动态地将CPU分配给各个进程。主要功能是：(1)记住进程的状态。当前运行的进程在调用进程调度程序时，进程调度程序将该进程的现场信息，如程序计数器及通用寄存器的内容等保留在该进程的进程控制块PCB的现场信息区内；(2)决定哪个进程，什么时候获得CPU以及占用多长时间；(3)把CPU分配给进程。即将选中进程的PCB内有关现场的信息，如程序状态寄存器、通用寄存器等内容送入CPU的相应的寄存器屮，从而让该进程占用CPU去运行；(4)收冋CPU。将CPU有关寄存器内容送入该

2、进程的进程控制块PCB内的相应单元中，然后将此进程链入相应的管理队列(等待或就绪)，从而使该进程让出它所占用的CPU。那么在什么时候进入进程调度为最好？一般认为，只要现行进程不再能继续运行，或者有理由认为可以更好地将CPU使用在别的方面，那么就启动进程调度程序。下面列举启动进程调度程序的各种时机。(1)在一次外部中断之后，该中断改变了某个进程的状态。因而使某个进程有可能抢占CPU。(2)在一次系统调用之后，而该调用使现行进程暂时不能继续运行。这样就需要再次挑选出一进程，将CPU分配给它。(3)在一次岀错处理之后，使

3、现行进程在岀错处理时被封锁。进程调度程序在被执行时，首先检查现行进程是否仍然是最适宜于在CPU上运行的进程。如果是，则恢复由中断硬件保护起來的程序计数器值，并将控制返回到断点；否则将现行进程的现场保护进它本身的进程控制块PCB屮，然后将最适宜于运行的进程去占用CPU,并将该进程的有关信息送入相应的寄存器屮，再将控制转向该进程，使之占用CPU运行。在计算机系统中，进程只有占用了CPU才能真正活动起来。但是系统中处于就绪状态并可以立即使用CPU的进程数往往超过CPU的数目。于是，系统需要按照自C的性能要求选择调度算法，

4、分配CPU。1.分时系统调度策略在分时系统屮，为了提高对交互作用的响应速度，使各进程在较短时间间隔内都有机会占用CPU,则需要比较频繁地对CPU进行调度。这种调度方式增加了系统的开销，降低了CPU实际使用效率。如为了保证及时响应，采用轮转算法分配CPU,即以循环方式依次给每个用户服务请求一个时间片(时间片的概念将在后面介绍)，这也是“分时”名称的由来。这样做的作用是防止一个用户计算时间长的任务垄断CPU,妨碍对其它用户服务请求的响应，使齐用户平均地使用CPU这个系统资源。但在这时，如果时间片过大，相应地使平均响应时

5、间增长；若时间片过短，则会增人各服务请求循环排队次数，因而也会增人平均响应时间，而且由于频繁切换，系统开销也增大了。综上分析，考虑到分时系统的主要目的，应该在满足某种交互作用的响应速度的前提下提高系统资源的使用效率。1.批处理系统调度策略批处理系统一般目标是体现用户公平、价高服务优、尽量提高系统单位时间处理的作业数(吞吐量)。(1)先來先服务算法先来先服务算法(first一come-first-served缩写FCFS)休现用户公平。调度策略按优先数分配CPU。优先数按所有进程来到的时间戳确定。它优先考虑在系统中等

6、待时间最长的进程，而不管该进程要求运行时间的长短。这种算法一般是非抢占式调度算法，也就是说，进程一旦分配CPU,—宜运行结束。表2.3列举了4个进程，它们按到达的时间先后排列。评价这种调度算法通常采用平均周转时间和平均带权周转时间。令T“为到达时间，为进程结束时间。贝U进程I的周转时间A定义为:T.=TC-Tsi这样，进程的平均周转时间T为T=ST./n其中，n为进入系统的进程个数。令Tri为进程i的实际运行时间，贝U进程i的带权周转时间叽定义为：Wi二Ti/Tri这样进程平均带权周转时间W为W二工Wi/n对用户来

7、说，总是希槊他的进程周转时间越短越好，而对系统来说，应选择那些使进程的平均周转时间（或平均带权周转时间）短的某种算法。平均周转时间越短，说明进程在系统内停留的时间越短，系统资源的利用率也就越高。（2）最短作业优先（SJF）调度算法最短作业优先算法总是优先调度要求运行时间最短的进程作为下一次服务的对象。它可以达到系统最大吞吐量。对于上例的作业流，釆用最短作业优先算法来进行调度，当进程1运行结束后，后备进程表中己有进程2、进程3和进程4。其中进程3要求运行时间最短,故优先挑选进程3运行，然后依次运行进程4和进程2。运行

8、情况及T值与W值如表2.4所示。这一算法易于实现，保证系统吞吐量最大。它的主要缺点是只照顾短进程。因此有可能发生下述情况，即一个进程进入系统后，由于不断有比它更短的进程进入系统而使该进程一直得不到机会运行。（3）响应比高者优先（HRN）调度算法响应比Rp定义如下：R产进程响应时间/运行时间（估计值）（2-1）其中，进程响应时间是进程进入系统后的等待时间加上估