操作系统处理器管理详解：调度算法与实时调度

"2019年操作系统概论大题集中营考点" 操作系统是计算机系统的核心组成部分，负责管理和控制硬件资源，以及提供给用户和应用程序的服务。本资料主要聚焦于处理器管理这一关键领域，详细阐述了多种处理器调度算法及其特点。 1. **处理器低级调度算法** - **先来先服务(FCFS)算法**：该算法按照作业到达的先后顺序进行调度，不考虑作业的执行时间，适合长时间作业，但可能导致短作业等待时间过长，降低了系统效率。 - **短作业/短进程优先(SJF)算法**：优先调度执行时间短的作业，能够有效降低平均等待时间，提高系统吞吐量，但可能对长作业造成不利影响。 - **最高优先权调度算法**：包括非抢占式和抢占式两种。非抢占式，高优先权作业运行至完成；抢占式则允许优先权更高的作业中断正在运行的作业。 - **最高响应比算法**：结合等待时间和执行时间，计算响应比，选择响应比最高的作业，兼顾等待和执行时间。 - **时间片轮转(Round Robin, RR)调度算法**：每个进程分配固定时间片，时间片结束后进行切换，保证了系统响应时间，适用于交互式系统。 - **最短剩余时间优先(SRTN)算法**：是SJF算法的抢占式版本，每次选择剩余执行时间最短的作业，进一步优化了响应时间。 2. **实时调度**：实时调度关注任务的截止时间，确保任务能在规定的时间内完成。任务的空闲时间是任务的截止时间减去任务剩余执行时间和当前时间。 在给定的作业调度问题中，采用非抢占式的高优先级算法，意味着一旦作业开始执行，就不会被其他作业抢占。因此，每个作业的执行顺序和时间如表所示： - Job1: 8:00开始执行，9:00结束，周转时间为60分钟，带权周转时间为1（周转时间/执行时间）。 - Job2: 因Job1执行完后开始，9:40开始，10:30结束，周转时间为120分钟，带权周转时间为2.4。 - Job3: 在Job1完成后立即开始，9:30结束，周转时间为50分钟，带权周转时间为1.67。 - Job4: 9:30开始，9:40结束，周转时间为50分钟，带权周转时间为5。 平均周转时间和带权平均周转时间分别为70分钟和2.52，这表明系统的调度效率相对较高，且资源分配较为公平。在非抢占式调度下，每个作业都按照其到达顺序和优先级依次执行，确保了较高的系统稳定性和可预测性。