操作系统调度：比例分享策略

"操作系统课程资料，由强云涛创建，用于讲解比例分享调度策略，包括彩票调度器和步长调度器的概念与机制。" 在操作系统中，调度是管理处理器资源分配的关键部分，确保系统中的各个进程能够公平有效地运行。比例分享调度（Proportional Share Scheduling）是一种旨在确保每个进程按其对CPU时间的占有率得到相应份额的调度策略。这种策略的目标是提高系统的公平性和效率。 1. **彩票调度器（Lottery Scheduler）** - 彩票调度器通过使用“彩票”来代表每个进程的CPU时间份额。每个彩票具有相同的被选中的概率。 - 例如，进程A有75张彩票（占75%的CPU份额），进程B有25张彩票（占25%的CPU份额）。调度器随机选择一张获胜彩票，并运行对应的进程。 - 虽然彩票调度器可以概率上保证进程获得与其份额相对应的CPU时间，但它并不提供确定性的保证，即进程的实际运行时间可能与理论份额有所偏差。 2. **步长调度器（Stride Scheduler）** - 步长调度器提供了一种确定性的方式来保证每个进程的CPU时间份额。它通过设定每个进程执行的步长来实现，步长的大小与进程的CPU份额成正比。 - 当一个进程执行完它的步长后，调度器将切换到下一个进程，从而保证每个进程按比例地获取CPU时间。 3. **票证机制（Ticket Mechanisms）** - 在这个机制中，每个用户为其作业分配票证，使用自己的“货币”系统。 - 操作系统将用户的本地票证货币转换为全局的、系统范围内的票证货币，以实现比例分享。 - 用户A和用户B分别分配票证给他们的作业，如JobA1、JobA2和JobB1。通过这种方式，调度器可以公平地考虑所有作业的CPU需求。 这些调度策略在多任务环境中尤其重要，因为它们确保了系统资源的公平分配，从而提高用户体验和整体系统性能。理解并实现这些策略是操作系统设计和优化的关键部分。在实际操作中，操作系统可能会结合多种调度策略，以平衡响应时间、公平性和系统效率等不同目标。