处理机调度策略：抢占式优先权算法与调度准则

"抢占式优先权调度算法-操作系统课件——处理机调度" 在操作系统中，处理机调度是一项至关重要的任务，它决定了哪个进程能在何时获得CPU执行。本课件主要探讨了抢占式优先权调度算法，同时也涉及了其他几种调度算法以及调度的基本原则。 抢占式优先权调度算法允许具有更高优先级的进程中断正在执行的进程，从而获取CPU资源。这种算法的核心是优先级，优先级高的进程能够优先得到执行，即使它是在另一个进程运行过程中被调度的。例如，A、B、C和D四个进程的周转时间分别为14、1、19和3，这可能代表了它们在系统中的执行情况，其中B进程的优先级最高，因为它在很短的时间内完成了执行。 处理机调度可以分为不同层次：高级调度、中级调度和低级调度，也称为作业调度、中级调度和进程调度。高级调度负责从外存的后备队列中挑选作业，将满足资源需求的作业调入内存并创建进程。中级调度主要关注内存管理和存储器优化，通过交换功能将进程在内存和外存之间移动。而进程调度则是最频繁执行的，它从就绪队列中选择下一个要执行的进程。 不同的调度算法有着各自的特点和适用场景。如先来先服务(FCFS)算法简单公平，但可能造成短进程等待时间过长；短作业优先(SJF)和短进程优先(同SPF)算法旨在减少平均周转时间，但可能导致长作业的饥饿问题；高优先权优先(HPF)算法考虑进程的优先级，适用于实时系统；时间片轮转(RR)算法确保所有进程都能获得一定的执行时间，常见于分时系统。 调度算法的选择还需遵循一些准则，包括但不限于：周转时间短、平均带权周转时间小、响应时间快等。周转时间是从进程提交到完成的时间，而带权周转时间是周转时间与实际服务时间的比值，这两个指标常用于衡量系统的效率和公平性。平均带权周转时间是所有进程周转时间与服务时间比值的平均值，是评估调度性能的重要标准之一。 在非抢占式调度中，一旦进程获得CPU，就会一直执行到完成或主动释放CPU；而在抢占式调度中，如果新到达的进程优先级高于当前执行的进程，那么当前进程会被暂停，新进程立即执行。这两种方式各有优劣，根据系统的具体需求进行选择。 处理机调度是操作系统设计的关键部分，涉及到资源分配、效率优化和用户满意度。通过对各种调度算法的理解和选择，可以实现更高效、公平的操作系统环境。