进程调度算法详解：非抢占式与抢占式

"进程调度算法是操作系统中管理CPU分配给就绪状态进程的重要机制，主要分为非抢占式和抢占式调度。非抢占式调度只在进程进入等待或终止状态时发生，而抢占式调度允许根据特定原则（如时间片、优先级等）中断正在运行的进程，将CPU分配给其他更高优先级的进程。常见的调度算法包括：先来先服务（FCFS）、最短作业优先（SJF）、高响应比优先、时间片轮转、最高优先级以及多级反馈队列调度算法。这些算法各有优缺点，适用于不同的系统需求和工作负载类型。例如，FCFS简单但可能导致短作业等待时间过长，SJF有利于减少平均等待时间，而多级反馈队列能适应多种类型的作业。" 在操作系统中，进程调度是确保系统效率和响应性的重要组成部分。CPU调度的目标是优化各种性能指标，如周转时间（从进程创建到完成的时间）、响应时间（从用户请求到开始执行的时间）和系统吞吐量（单位时间内完成的进程数量）。以下是几种常见的调度算法： 1. **先来先服务(FCFS)**：这是最简单的非抢占式调度算法，按照进程到达就绪队列的顺序分配CPU。虽然直观且公平，但可能造成短进程长时间等待，不适用于I/O密集型任务。 2. **最短作业优先(SJF)**：抢占式算法，选择预计运行时间最短的进程优先执行，可以显著减少平均等待时间。然而，如果短进程频繁到达，可能导致长进程长时间等待，也可能导致饥饿现象。 3. **高响应比优先**：结合等待时间和服务时间，计算响应比来决定优先级，试图平衡短作业和长作业的处理。 4. **时间片轮转(RR)**：将CPU时间划分为固定的时间片，每个进程得到一个时间片来执行。当时间片用完，进程被强制暂停，转到就绪队列的末尾。适合多用户交互环境，保证了响应时间。 5. **最高优先级调度**：抢占式，优先执行优先级最高的进程。可能存在优先级反转和优先级继承问题，需要额外的机制来解决。 6. **多级反馈队列(MFQ)**：设置多个队列，每个队列有不同的调度策略和时间片大小。新进程首先在优先级高的队列中排队，如果超时未完成则降级到下一个队列。这种算法较为灵活，能适应不同类型的作业。 不同的调度算法适用于不同的应用场景。例如，批处理系统可能更倾向于短作业优先或高响应比优先，而交互式系统则更注重响应时间，可能采用时间片轮转。理解这些调度算法及其特性对于设计和优化操作系统至关重要。