最低鬆弛度優先調度演算法

㈠ 進程調度的方式有哪兩種試列舉至少4種進程調度演算法。

進程調度的方式有非剝奪方式和剝奪方式。
非剝奪方式：
分派程序一旦把處理機分配給某進程後便讓它一直運行下去，直到進程完成或發生某事件而阻塞時，才把處理機分配給另一個進程。
剝奪方式：
當一個進程正在運行時，系統可以基於某種原則，剝奪已分配給它的處理機，將之分配給其它進程。剝奪原則有：優先權原則、短進程優先原則、時間片原則。
進程調度演算法：
1、先進先出演算法（FIFO）：
演算法總是把處理機分配給最先進入就緒隊列的進程，一個進程一旦分得處理機，便一直執行下去，直到該進程完成或阻塞時，才釋放處理機。
舉例：有三個進程P1、P2和P3先後進入就緒隊列，它們的執行期分別是21、6和3個單位時間，對於P1、P2、P3的周轉時間為21、27、30，平均周轉時間為26。可見，FIFO演算法服務質量不佳，容易引起作業用戶不滿，常作為一種輔助調度演算法。
2、最短CPU運行期優先調度演算法(SCBF--Shortest CPU Burst First)：
該演算法從就緒隊列中選出下一個「CPU執行期最短」的進程，為之分配處理機。
舉例：在就緒隊列中有四個進程P1、P2、P3和P4，它們的下一個執行進程調度期分別是16、12、4和3個單位時間，P1、P2、P3和P4的周轉時間分別為35、19、7、3，平均周轉時間為16。該演算法雖可獲得較好的調度性能，但難以准確地知道下一個CPU執行期，而只能根據每一個進程的執行歷史來預測。
3、時間片輪轉法：
前幾種演算法主要用於批處理系統中，不能作為分時系統中的主調度演算法，在分時系統中，都採用時間片輪轉法。簡單輪轉法：系統將所有就緒進程按FIFO規則排隊，按一定的時間間隔把處理機分配給隊列中的進程。這樣，就緒隊列中所有進程均可獲得一個時間片的處理機而運行。
4、多級反饋隊列：
多級隊列方法：將系統中所有進程分成若干類，每類為一級。多級反饋隊列方式是在系統中設置多個就緒隊列，並賦予各隊列以不同的優先權。

㈡ 進程調度演算法1——FCFS、SJF、HNNR

  進程的調度方式有兩種： 非剝奪調度方式（非搶占式）和剝奪調度方式（搶占方式）。
  非搶占式：只允許進程主動放棄處理機。如進程運行結束、異常結束或主動請求I/O阻塞。在運行的過程中即使有更緊迫的任務到達，當前進程依然會繼續使用處理機，直到該進程終止或主動要求進入阻塞態。
  搶占式：當一個進程正在處理機上執行時，如果有一個更重要更緊迫的進程需要處理機，則立即暫停正在執行的進程，將處理機分配給更重要更緊迫的那個進程。
  下面介紹適用於早期操作系統幾種進程調度的演算法

  先來先服務（FCFS）：按照到達的先後順序調度，事實上就是等待時間越久的越優先得到服務。
  下面表示按照先來先服務演算法的執行順序

  計算進程的幾個衡量指標：

  短作業優先演算法是非搶占式的演算法，但是也有搶占式的版本—— 最短剩餘時間優先演算法（STRN,Shortest Remaining Time Next） 。
  用於進程的調度演算法稱為短進程優先調度演算法（SPF,Shortest Process First）。

  短作業/進程優先調度演算法：每次調度時選擇當前已到達且運行時間最短的作業/進程.。

  因為進程1最先達到，此時沒有其他線程，所以進程1先被服務。當進程1運行完後，進程2和3已經到達，此時進程3需要的運行時間比進程2少，所以進程3先被服務…
  計算進程的幾個衡量指標：

  最短剩餘時間優先演算法：每當有進程 加入就緒隊列改變時就需要調度 ，如果新到達的進程的所需的運行時間比當前運行的進程剩餘時間更短，則由新進程搶占處理機，當前運行進程重新回到就緒隊列。此外，當一個 進程完成時也需要調度 。

通過比較上面三組的平均周轉時間、平均帶權周轉時間和平均等待時間可以看出，短作業優先演算法可以減少進程的等待時間，對短作業有利。

  高響應比優先演算法： 非搶占式的調度演算法 ，只有當前運行的進程主動放棄CPU時（正常/異常完成、或主動阻塞），才需要進行調度，調度時計算所有就緒進程的相應比，選響應比最高的進程上處理機。

   響應比 = （等待時間 + 運行時間）/ 運行時間

  上面的三種調度演算法一般適用於 早期的批處理系統 ，沒有考慮響應時間也不區分任務的緊急程度。因此對用戶來說交互性差。

  如發現錯誤，請指正！！！

㈢ 在操作系統中，常見的調度演算法有哪些

你要問哪一部分的？磁碟管理，存儲管理還是處理機管理，設備管理，每種管理都有自己的調度演算法。你給個具體的，常見調度台籠統了

㈣ 最低鬆弛度實時調度

最小鬆弛度優先LLF(Least Laxity First)調度演算法結合任務執行的緩急程度來給任務分配優先順序,任務的鬆弛度越小,越需要盡快執行.然而,當多個任務鬆弛度值接近時,演算法造成任務之間的頻繁切換或顛簸現象,增大了系統因調度引起的開銷,限制了調度演算法的實際應用.尋找合理的任務執行時間片,對最低鬆弛度優先調度演算法進行改進,一直是研究的熱點.該文在深入研究周期任務特點的基礎上,給出了最少切換次數的最低鬆弛度優先調度演算法.模擬實驗表明,演算法是有效的.

㈤ 時間片輪轉調度演算法的演算法

多級反饋隊列調度演算法
(1) 設置多個就緒隊列,並為各個隊列賦予不同的優先順序. 第一個隊列的優先順序最高,第二個隊列次之,其餘各隊列的優先權逐個降低.
該演算法賦予各個隊列中進程執行時間片的大小也各不相同:
在優先權愈高的隊列中,為每個進程所規定的執行時間片就愈小.
例如:第二個隊列的時間片要比第一個隊列的時間片長一倍,……,第i+1個隊列的時間片要比第i個隊列的時間片長一倍.
(2) 當一個新進程進入內存後,首先將它放入第一隊列的末尾,按FCFS原則排隊等待調度.當輪到該進程執行時,如它能在該時間片內完成,便可准備撤離系統;如果它在一個時間片結束時尚未完成,調度程序便將該進程轉入第二隊列的末尾,再同樣地按FCFS原則等待調度執行;如果它在第二隊列中運行一個時間片後仍未完成,再依次將它放入第三隊列,……,如此下去,當一個長作業(進程)從第一隊列依次降到第n隊列後,在第n隊列中便採取按時間片輪轉的方式運行.
(3) 僅當第一隊列空閑時,調度程序才調度第二隊列中的進程運行; 僅當第1~(i-1) 隊列均空時,才會調度第i隊列中的進程運行.如果處理機正在第i隊列中為某進程服務時,又有新進程進入優先權較高的隊列(第1~(i-1)中的任何一個隊列),則此時新進程將搶占正在運行進程的處理機,即由調度程序把正在運行的進程放回到第i隊列的末尾,把處理機分配給新到的高優先權進程.?
性能
(1)終端型作業用戶
(2) 短批處理作業用戶
(3) 長批處理作業用戶
滿足了多數用戶的需求 優先權調度演算法
1,優先權調度演算法的類型
非搶占式優先權演算法
在這種方式下,系統一旦把處理機分配給就緒隊列中優先權最高的進程後,該進程便一直執行下去,直至完成; 或因發生某事件使該進程放棄處理機時,系統方可再將處理機重新分配給另一優先權最高的進程.這種調度演算法主要用於批處理系統中;也可用於某些對實時性要求不嚴的實時系統中.
搶占式優先權調度演算法
系統同樣把處理機分配給優先權最高的進程,使之執行.但在其執行期間,只要又出現了另一個其優先權更高的進程,進程調度程序就立即停止當前進程(原優先權最高的進程)的執行,重新將處理機分配給新到的優先權最高的進程.
這種搶占式的優先權調度演算法,能更好地滿足緊迫作業的要求,常用於要求比較嚴格的實時系統中, 以及對性能要求較高的批處理和分時系統中.
2,優先權的類型
(1) 靜態優先權
靜態優先權是在創建進程時確定的,且在進程的整個運行期間保持不變.
一般地,優先權是利用某一范圍內的一個整數來表示的,例如,0~7或0~255中的某一整數, 又把該整數稱為優先數.只是具體用法各異:有的系統用0表示最高優先權,當數值愈大時,其優先權愈低;而有的系統恰恰相反.
確定進程優先權的依據有如下三個方面:
1.進程類型.(系統進程/用戶進程)
2.進程對資源的需求.(需求量的大小)
3.用戶要求.(用戶進程緊迫程度)
(2) 動態優先權
動態優先權是指在創建進程時所賦予的優先權,可以隨進程的推進或隨其等待時間的增加而改變的,以便獲得更好的調度性能.
例如,我們可以規定,在就緒隊列中的進程,隨其等待時間的增長,其優先權以速率a提高.若所有的進程都具有相同的優先權初值,則顯然是最先進入就緒隊列的進程,將因其動態優先權變得最高而優先獲得處理機,此即FCFS演算法.
優先權的變化規律可描述為:
由於等待時間與服務時間之和,就是系統對該作業的響應時間,故該優先權又相當於響應比RP.據此,又可表示為:
3,高響應比優先調度演算法
由上面的式子可以得到以下結論:
(1) 如果作業的等待時間相同,則要求服務的時間愈短,其優先權愈高,因而該演算法有利於短作業.
(2) 當要求服務的時間相同時,作業的優先權決定於其等待時間,等待時間愈長,其優先權愈高,因而它實現的是先來先服務.
(3) 對於長作業,作業的優先順序可以隨等待時間的增加而提高,當其等待時間足夠長時,其優先順序便可升到很高, 從而也可獲得處理機.
該演算法照顧了短作業,且不會使長作業長期得不到服務 1. 非搶占式調度演算法
為每一個被控對象建立一個實時任務並將它們排列成一輪轉隊列,調度程序每次選擇隊列中的第一個任務投入運行.該任務完成後便把它掛在輪轉隊列的隊尾等待下次調度運行.
2. 非搶占式優先調度演算法.
實時任務到達時,把他們安排在就緒隊列的對首,等待當前任務自我終止或運行完成後才能被調度執行.
3. 搶占式調度演算法
1）基於時鍾中斷的搶占式優先權調度演算法.
實時任務到達後,如果該任務的優先順序別高於當前任務的優先順序並不立即搶占當前任務的處理機,而是等到時鍾中斷到來時,調度程序才剝奪當前任務的執行,將處理機分配給新到的高優先權任務.
2）立即搶占的優先權調度演算法.
在這種調度策略中,要求操作系統具有快速響應外部時間中斷的能力.一旦出現外部中斷,只要當前任務未處於臨界區便立即剝奪當前任務的執行,把處理機分配給請求中斷的緊迫任務，實時進程調度，實時進程搶占當前。 1 實現實時調度的基本條件
1-1. 提供必要的信息-就緒時間.
1-2. 開始截止時間和完成截止時間.
1-3. 處理時間.
1-4. 資源要求.
1-5. 優先順序.
2. 系統處理能力強
在實時系統中,通常都有著多個實時任務.若處理機的處理能力不夠強,則有可能因處理機忙不過來而使某些實時任務不能得到及時處理, 從而導致發生難以預料的後果.假定系統中有m個周期性的硬實時任務,它們的處理時間可表示為Ci,周期時間表示為Pi,則在單處理機情況下,系統可調度必須滿足下面的限制條件:
當系統不可調度時解決的方法是提高系統的處理能力,其途徑有二:
其一仍是採用單處理機系統,但須增強其處理能力, 以顯著地減少對每一個任務的處理時間;
其二是採用多處理機系統.假定系統中的處理機數為N,則應將上述的限制條件改為:
3. 採用搶占式調度機制
當一個優先權更高的任務到達時,允許將當前任務暫時掛起,而令高優先權任務立即投入運行.採用這種方式去滿足那些開始截止時間即將到來的任務.?
4. 具有快速切換機制
應具有的能力:
(1) 對外部中斷的快速響應能力.為使在緊迫的外部事件請求中斷時系統能及時響應,要求系統具有快速硬體中斷機構,還應使禁止中斷的時間間隔盡量短,以免耽誤時機(其它緊迫任務).?
(2) 快速的任務分派能力.在完成任務調度後,便應進行任務切換.為了提高分派程序進行任務切換時的速度, 應使系統中的每個運行功能單位適當的小,以減少任務切換的時間開銷.實時調度實例
一, 最早截止時間優先演算法(EDF)
EDF演算法用於非搶占調度方式
優先順序:根據任務的開始截止時間來確定任務的優先順序.
二,最低鬆弛優先演算法(LLF)
例如:系統中有兩個周期性實時任務A和B,任務A要求每20ms執行一次,執行時間為10ms;任務B要求每50ms執行一次,執行時間為25ms.這樣可知A和B每次必須完成的時間和開始截止時間如圖所示
優先順序:根據任務緊急程度來確定任務優先順序
A和B任務每次必須完成的時間
A1 (10) A2 (30) A3(50) A4 (70) A5(90) A6 (110) A7(130) A8(150)
0 、10、 20、 30 、40、 50 、60、 70、 80 、90 、100 、110、 120、130、 140、 150
B1(25) B2(75) B3(125)
A和B任務每次必須開始的時間
時間(ms) A截止時間 B截止時間 調度對象
0 A1(10) B1(25) A1
10 A2(20) B1(15) B1
30 A2(0) B1(15) A2
40 A3(10) B1(5) B1
45 A3(5) B2(30) A3
55 A4(15) B2(20) B2
70 A4(0) B2(20) A4
鬆弛度
鬆弛度
( 20-10-0 ) ( 50-25-0 )
(40-10-10 ) ( 50-25-10 )
(40-10-30) (50-5-30)
(60-10-40) (50-5-40)
(60-10-45) (100-25-45)
(80-10-55) (100-25-55)
(80-10-70) (100-10-70 )
3.4.1 多處理器系統的類型
(1) 緊密耦合(Tightly Coupted)MPS.
這通常是通過高速匯流排或高速交叉開關,來實現多個處理器之間的互連的.它們共享主存儲器系統和I/O設備,並要求將主存儲器劃分為若干個能獨立訪問的存儲器模塊,以便多個處理機能同時對主存進行訪問.系統中的所有資源和進程,都由操作系統實施統一的控制和管理.
3.4 多處理機系統中的調度
從處理器之間耦合的緊密程度上劃分:
鬆散耦合(Loosely Coupled)MPS.
在鬆散耦合MPS中,通常是通過通道或通信線路,來實現多台計算機之間的互連.每台計算機都有自己的存儲器和I/O設備,並配置了OS來管理本地資源和在本地運行的進程.因此,每一台計算機都能獨立地工作, 必要時可通過通信線路與其它計算機交換信息,以及協調它們之間的工作.
根據系統中所用處理器的相同與否劃分:
(1) 對稱多處理器系統SMPS. 在系統中所包含的各處理器單元,在功能和結構上都是相同的,當前的絕大多數MPS都屬於SMP系統.例如,IBM公司的SR/6000 Model F50, 便是利用4片Power PC處理器構成的.?
(2) 非對稱多處理器系統.在系統中有多種類型的處理單元,它們的功能和結構各不相同,其中只有一個主處理器,有多個從處理器：
1. 對稱多處理器系統中的進程分配方式
在SMP系統中,所有的處理器都是相同的,因而可把所有的處理器作為一個處理器池(Processor pool),由調度程序或基於處理器的請求,將任何一個進程分配給池中的任何一個處理器去處理.在進行進程分配時,可採用以下兩種方式之一.
1) 靜態分配(Static Assigenment)方式
2) 動態分配(Dynamic Assgement)方式?
3.4.2 進程分配方式
靜態分配(Static Assigenment)方式
一個進程從開始執行直到完成,都被固定分配到一個處理器上去執行.
2) 動態分配(Dynamic Assgement)方式
系統中設置有公共的就緒隊列.分配進程時,可以將進程分配到任何一個處理器上.
動態分配方式的主要優點是消除了各處理器忙閑不均的現象
2. 非對稱MPS中的進程分配方式?
對於非對稱MPS,其OS大多採用主—從(Master-Slave)式OS,即OS的核心部分駐留在一台主機上(Master),而從機(Slave)上只是用戶程序,進程調度只由主機執行.每當從機空閑時,便向主機發送一索求進程的信號,然後,便等待主機為它分配進程.在主機中保持有一個就緒隊列,只要就緒隊列不空,主機便從其隊首摘下一進程分配給請求的從機.從機接收到分配的進程後便運行該進程,該進程結束後從機又向主機發出請求.
缺點:對主機要求高,出現故障導致整個系統癱瘓
1. 自調度(Self-Scheling)方式
1) 自調度機制?
在系統中設置有一個公共的進程或線程就緒隊列, 所有的處理器在空閑時,都可自己到該隊列中取得一進程(或線程)來運行.在自調度方式中,可採用在單處理機環境下所用的調度演算法,如先來先服務(FCFS)調度演算法,最高優先權優先(FPF)調度演算法和搶占式最高優先權優先調度演算法等.
3.4.3 進程(線程)調度方式
2) 自調度方式的優點?
1,系統中的公共就緒隊列可按照單處理機系統中所採用的各種方式加以組織;其調度演算法也可沿用單處理機系統所用的演算法,即很容易將單處理機環境下的調度機制移植到多處理機系統中
2,只要系統中有任務(公共就緒隊列不空)就不會出現處理機空閑的情況,也不會發生處理器忙閑不均的現象,因而有利於提高處理器的利用率.
3)自調度方式的缺點
3.4.4進程調度過程
1、進程名：作為進程的標識。
指針：進程按順序排成循環鏈表，用指針指出下一個進程的進程式控制制塊首地址，最後一個進程中的指針指出第一個進程的進程式控制制塊首地址。
2、要求運行時間：假設進程需要運行的單位時間數。
已運行時間：假設進程已經運行的單位時間數，初值為0。
狀態：可假設有兩種狀態，就緒狀態和結束狀態。進程的初始狀態都為就緒狀態。
3、每次運行所設計的處理器調度程序調度進程之前，為每個進程任意確定它的要求運行時間。
4、此程序是模擬處理器調度，因此，被選中的進程並不實際啟動運行，而是執行
已運行時間+1
來模擬進程的一次運行，表示進程已經運行過一個單位時間。
.5、在所設計的程序中應有顯示或列印語句，能顯示或列印每次被選中的進程名以及運行一次後進程隊列的變化。
6、為進程任意確定要求運行時間，運行所設計的處理器調度程序，顯示或列印逐次被選中進程的進程名以及進程式控制制塊的動態變化過程。
7、設有一個就緒隊列，就緒進程按優先數（優先數范圍0－100）由小到大排列（優先數越小，級別越高）。當某一進程運行完一個時間片後，其優先順序應下調（如優先數加2或3）。
8、例如一組進程如下表： 進程名 A B C D E F G H J K L M 到達時間 0 1 2 3 6 8 12 12 12 18 25 25 服務時間 6 4 10 5 1 2 5 10 4 3 15 8

㈥ 若有3個周期性任務，任務A要求每20ms執行一次，執行時間為10ms;任務B要求每50ms執行一次，執行時間為10ms;

鬆弛度=必須完成時間-其本身的運行時間-當前時間  
設任務A、B、C在t=0時同時到達，任務A和B每次必須完成的時間分別為：A1、A2、A3……和B1、B2、B3…… 
當t=0時    
A1須在20ms時完成   其本身運行時間是10ms 
A1的鬆弛度=（20-10-0）ms=10ms 
B1的鬆弛度=(50-10-0)ms=40ms 
C1的鬆弛度=(50-15-0)ms=35ms 
所以可得到A1先執行，當A1執行完 10ms後，只剩下了B1和C1   此時
t=10ms 
B1的鬆弛度=(50-10-10)ms=30ms 
C1的鬆弛度=(50-15-10)ms=25ms 
所以可得到C1先執行，當C1執行到了t=25ms時 
A2的鬆弛度=（40-10-25）ms=5ms 
B1的鬆弛度=(50-10-25)ms=15ms 
所以可得到A2先執行，當A2執行完 10ms時t=35ms，只剩下了B1，接著執行B1，當B1執行完 10ms時  
t=45ms，只剩A3，執行A3，當A3執行完 10ms時t=55ms，此時 
B2的鬆弛度=（100-10-55)ms=35ms 
C2的鬆弛度=（100-15-55)ms=30ms 所以C2執行 15ms
此時t=70ms 
A4的鬆弛度=（80-10-70）ms=0ms 則A4執行10ms
此時t=80ms，只剩下了A5和B2 
A5的鬆弛度=（100-10-80）ms=10ms 
B2的鬆弛度=（100-10-80）ms=10ms  
因為B2先進入了就緒隊列，所以B2先執行，執行10ms，再執行A5 同理依次往下計算……….

㈦ 已知一個系統採用最低鬆弛度調度演算法，某進程的要求必須在20ms內完成，服務時間為2ms，當前時間為

摘要 最低鬆弛度優先（LLF）演算法是根據任務緊急（或鬆弛）的程度，來確定任務的優先順序。任務的緊急程度愈高，為該任務所賦予的優先順序就愈高，使之優先執行。在實現該演算法時要求系統中有一個按鬆弛度排序的實時任務就緒隊列，鬆弛度最低的任務排在隊列最前面，被優先調度。鬆弛度的計算方法如下：