最低松弛度优先调度算法

㈠ 进程调度的方式有哪两种试列举至少4种进程调度算法。

进程调度的方式有非剥夺方式和剥夺方式。
非剥夺方式：
分派程序一旦把处理机分配给某进程后便让它一直运行下去，直到进程完成或发生某事件而阻塞时，才把处理机分配给另一个进程。
剥夺方式：
当一个进程正在运行时，系统可以基于某种原则，剥夺已分配给它的处理机，将之分配给其它进程。剥夺原则有：优先权原则、短进程优先原则、时间片原则。
进程调度算法：
1、先进先出算法（FIFO）：
算法总是把处理机分配给最先进入就绪队列的进程，一个进程一旦分得处理机，便一直执行下去，直到该进程完成或阻塞时，才释放处理机。
举例：有三个进程P1、P2和P3先后进入就绪队列，它们的执行期分别是21、6和3个单位时间，对于P1、P2、P3的周转时间为21、27、30，平均周转时间为26。可见，FIFO算法服务质量不佳，容易引起作业用户不满，常作为一种辅助调度算法。
2、最短CPU运行期优先调度算法(SCBF--Shortest CPU Burst First)：
该算法从就绪队列中选出下一个“CPU执行期最短”的进程，为之分配处理机。
举例：在就绪队列中有四个进程P1、P2、P3和P4，它们的下一个执行进程调度期分别是16、12、4和3个单位时间，P1、P2、P3和P4的周转时间分别为35、19、7、3，平均周转时间为16。该算法虽可获得较好的调度性能，但难以准确地知道下一个CPU执行期，而只能根据每一个进程的执行历史来预测。
3、时间片轮转法：
前几种算法主要用于批处理系统中，不能作为分时系统中的主调度算法，在分时系统中，都采用时间片轮转法。简单轮转法：系统将所有就绪进程按FIFO规则排队，按一定的时间间隔把处理机分配给队列中的进程。这样，就绪队列中所有进程均可获得一个时间片的处理机而运行。
4、多级反馈队列：
多级队列方法：将系统中所有进程分成若干类，每类为一级。多级反馈队列方式是在系统中设置多个就绪队列，并赋予各队列以不同的优先权。

㈡ 进程调度算法1——FCFS、SJF、HNNR

  进程的调度方式有两种： 非剥夺调度方式（非抢占式）和剥夺调度方式（抢占方式）。
  非抢占式：只允许进程主动放弃处理机。如进程运行结束、异常结束或主动请求I/O阻塞。在运行的过程中即使有更紧迫的任务到达，当前进程依然会继续使用处理机，直到该进程终止或主动要求进入阻塞态。
  抢占式：当一个进程正在处理机上执行时，如果有一个更重要更紧迫的进程需要处理机，则立即暂停正在执行的进程，将处理机分配给更重要更紧迫的那个进程。
  下面介绍适用于早期操作系统几种进程调度的算法

  先来先服务（FCFS）：按照到达的先后顺序调度，事实上就是等待时间越久的越优先得到服务。
  下面表示按照先来先服务算法的执行顺序

  计算进程的几个衡量指标：

  短作业优先算法是非抢占式的算法，但是也有抢占式的版本—— 最短剩余时间优先算法（STRN,Shortest Remaining Time Next） 。
  用于进程的调度算法称为短进程优先调度算法（SPF,Shortest Process First）。

  短作业/进程优先调度算法：每次调度时选择当前已到达且运行时间最短的作业/进程.。

  因为进程1最先达到，此时没有其他线程，所以进程1先被服务。当进程1运行完后，进程2和3已经到达，此时进程3需要的运行时间比进程2少，所以进程3先被服务…
  计算进程的几个衡量指标：

  最短剩余时间优先算法：每当有进程 加入就绪队列改变时就需要调度 ，如果新到达的进程的所需的运行时间比当前运行的进程剩余时间更短，则由新进程抢占处理机，当前运行进程重新回到就绪队列。此外，当一个 进程完成时也需要调度 。

通过比较上面三组的平均周转时间、平均带权周转时间和平均等待时间可以看出，短作业优先算法可以减少进程的等待时间，对短作业有利。

  高响应比优先算法： 非抢占式的调度算法 ，只有当前运行的进程主动放弃CPU时（正常/异常完成、或主动阻塞），才需要进行调度，调度时计算所有就绪进程的相应比，选响应比最高的进程上处理机。

   响应比 = （等待时间 + 运行时间）/ 运行时间

  上面的三种调度算法一般适用于 早期的批处理系统 ，没有考虑响应时间也不区分任务的紧急程度。因此对用户来说交互性差。

  如发现错误，请指正！！！

㈢ 在操作系统中，常见的调度算法有哪些

你要问哪一部分的？磁盘管理，存储管理还是处理机管理，设备管理，每种管理都有自己的调度算法。你给个具体的，常见调度台笼统了

㈣ 最低松弛度实时调度

最小松弛度优先LLF(Least Laxity First)调度算法结合任务执行的缓急程度来给任务分配优先级,任务的松弛度越小,越需要尽快执行.然而,当多个任务松弛度值接近时,算法造成任务之间的频繁切换或颠簸现象,增大了系统因调度引起的开销,限制了调度算法的实际应用.寻找合理的任务执行时间片,对最低松弛度优先调度算法进行改进,一直是研究的热点.该文在深入研究周期任务特点的基础上,给出了最少切换次数的最低松弛度优先调度算法.仿真实验表明,算法是有效的.

㈤ 时间片轮转调度算法的算法

多级反馈队列调度算法
(1) 设置多个就绪队列,并为各个队列赋予不同的优先级. 第一个队列的优先级最高,第二个队列次之,其余各队列的优先权逐个降低.
该算法赋予各个队列中进程执行时间片的大小也各不相同:
在优先权愈高的队列中,为每个进程所规定的执行时间片就愈小.
例如:第二个队列的时间片要比第一个队列的时间片长一倍,……,第i+1个队列的时间片要比第i个队列的时间片长一倍.
(2) 当一个新进程进入内存后,首先将它放入第一队列的末尾,按FCFS原则排队等待调度.当轮到该进程执行时,如它能在该时间片内完成,便可准备撤离系统;如果它在一个时间片结束时尚未完成,调度程序便将该进程转入第二队列的末尾,再同样地按FCFS原则等待调度执行;如果它在第二队列中运行一个时间片后仍未完成,再依次将它放入第三队列,……,如此下去,当一个长作业(进程)从第一队列依次降到第n队列后,在第n队列中便采取按时间片轮转的方式运行.
(3) 仅当第一队列空闲时,调度程序才调度第二队列中的进程运行; 仅当第1~(i-1) 队列均空时,才会调度第i队列中的进程运行.如果处理机正在第i队列中为某进程服务时,又有新进程进入优先权较高的队列(第1~(i-1)中的任何一个队列),则此时新进程将抢占正在运行进程的处理机,即由调度程序把正在运行的进程放回到第i队列的末尾,把处理机分配给新到的高优先权进程.?
性能
(1)终端型作业用户
(2) 短批处理作业用户
(3) 长批处理作业用户
满足了多数用户的需求 优先权调度算法
1,优先权调度算法的类型
非抢占式优先权算法
在这种方式下,系统一旦把处理机分配给就绪队列中优先权最高的进程后,该进程便一直执行下去,直至完成; 或因发生某事件使该进程放弃处理机时,系统方可再将处理机重新分配给另一优先权最高的进程.这种调度算法主要用于批处理系统中;也可用于某些对实时性要求不严的实时系统中.
抢占式优先权调度算法
系统同样把处理机分配给优先权最高的进程,使之执行.但在其执行期间,只要又出现了另一个其优先权更高的进程,进程调度程序就立即停止当前进程(原优先权最高的进程)的执行,重新将处理机分配给新到的优先权最高的进程.
这种抢占式的优先权调度算法,能更好地满足紧迫作业的要求,常用于要求比较严格的实时系统中, 以及对性能要求较高的批处理和分时系统中.
2,优先权的类型
(1) 静态优先权
静态优先权是在创建进程时确定的,且在进程的整个运行期间保持不变.
一般地,优先权是利用某一范围内的一个整数来表示的,例如,0~7或0~255中的某一整数, 又把该整数称为优先数.只是具体用法各异:有的系统用0表示最高优先权,当数值愈大时,其优先权愈低;而有的系统恰恰相反.
确定进程优先权的依据有如下三个方面:
1.进程类型.(系统进程/用户进程)
2.进程对资源的需求.(需求量的大小)
3.用户要求.(用户进程紧迫程度)
(2) 动态优先权
动态优先权是指在创建进程时所赋予的优先权,可以随进程的推进或随其等待时间的增加而改变的,以便获得更好的调度性能.
例如,我们可以规定,在就绪队列中的进程,随其等待时间的增长,其优先权以速率a提高.若所有的进程都具有相同的优先权初值,则显然是最先进入就绪队列的进程,将因其动态优先权变得最高而优先获得处理机,此即FCFS算法.
优先权的变化规律可描述为:
由于等待时间与服务时间之和,就是系统对该作业的响应时间,故该优先权又相当于响应比RP.据此,又可表示为:
3,高响应比优先调度算法
由上面的式子可以得到以下结论:
(1) 如果作业的等待时间相同,则要求服务的时间愈短,其优先权愈高,因而该算法有利于短作业.
(2) 当要求服务的时间相同时,作业的优先权决定于其等待时间,等待时间愈长,其优先权愈高,因而它实现的是先来先服务.
(3) 对于长作业,作业的优先级可以随等待时间的增加而提高,当其等待时间足够长时,其优先级便可升到很高, 从而也可获得处理机.
该算法照顾了短作业,且不会使长作业长期得不到服务 1. 非抢占式调度算法
为每一个被控对象建立一个实时任务并将它们排列成一轮转队列,调度程序每次选择队列中的第一个任务投入运行.该任务完成后便把它挂在轮转队列的队尾等待下次调度运行.
2. 非抢占式优先调度算法.
实时任务到达时,把他们安排在就绪队列的对首,等待当前任务自我终止或运行完成后才能被调度执行.
3. 抢占式调度算法
1）基于时钟中断的抢占式优先权调度算法.
实时任务到达后,如果该任务的优先级别高于当前任务的优先级并不立即抢占当前任务的处理机,而是等到时钟中断到来时,调度程序才剥夺当前任务的执行,将处理机分配给新到的高优先权任务.
2）立即抢占的优先权调度算法.
在这种调度策略中,要求操作系统具有快速响应外部时间中断的能力.一旦出现外部中断,只要当前任务未处于临界区便立即剥夺当前任务的执行,把处理机分配给请求中断的紧迫任务，实时进程调度，实时进程抢占当前。 1 实现实时调度的基本条件
1-1. 提供必要的信息-就绪时间.
1-2. 开始截止时间和完成截止时间.
1-3. 处理时间.
1-4. 资源要求.
1-5. 优先级.
2. 系统处理能力强
在实时系统中,通常都有着多个实时任务.若处理机的处理能力不够强,则有可能因处理机忙不过来而使某些实时任务不能得到及时处理, 从而导致发生难以预料的后果.假定系统中有m个周期性的硬实时任务,它们的处理时间可表示为Ci,周期时间表示为Pi,则在单处理机情况下,系统可调度必须满足下面的限制条件:
当系统不可调度时解决的方法是提高系统的处理能力,其途径有二:
其一仍是采用单处理机系统,但须增强其处理能力, 以显着地减少对每一个任务的处理时间;
其二是采用多处理机系统.假定系统中的处理机数为N,则应将上述的限制条件改为:
3. 采用抢占式调度机制
当一个优先权更高的任务到达时,允许将当前任务暂时挂起,而令高优先权任务立即投入运行.采用这种方式去满足那些开始截止时间即将到来的任务.?
4. 具有快速切换机制
应具有的能力:
(1) 对外部中断的快速响应能力.为使在紧迫的外部事件请求中断时系统能及时响应,要求系统具有快速硬件中断机构,还应使禁止中断的时间间隔尽量短,以免耽误时机(其它紧迫任务).?
(2) 快速的任务分派能力.在完成任务调度后,便应进行任务切换.为了提高分派程序进行任务切换时的速度, 应使系统中的每个运行功能单位适当的小,以减少任务切换的时间开销.实时调度实例
一, 最早截止时间优先算法(EDF)
EDF算法用于非抢占调度方式
优先级:根据任务的开始截止时间来确定任务的优先级.
二,最低松弛优先算法(LLF)
例如:系统中有两个周期性实时任务A和B,任务A要求每20ms执行一次,执行时间为10ms;任务B要求每50ms执行一次,执行时间为25ms.这样可知A和B每次必须完成的时间和开始截止时间如图所示
优先级:根据任务紧急程度来确定任务优先级
A和B任务每次必须完成的时间
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任务每次必须开始的时间
时间(ms) A截止时间 B截止时间 调度对象
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
松弛度
松弛度
( 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 多处理器系统的类型
(1) 紧密耦合(Tightly Coupted)MPS.
这通常是通过高速总线或高速交叉开关,来实现多个处理器之间的互连的.它们共享主存储器系统和I/O设备,并要求将主存储器划分为若干个能独立访问的存储器模块,以便多个处理机能同时对主存进行访问.系统中的所有资源和进程,都由操作系统实施统一的控制和管理.
3.4 多处理机系统中的调度
从处理器之间耦合的紧密程度上划分:
松散耦合(Loosely Coupled)MPS.
在松散耦合MPS中,通常是通过通道或通信线路,来实现多台计算机之间的互连.每台计算机都有自己的存储器和I/O设备,并配置了OS来管理本地资源和在本地运行的进程.因此,每一台计算机都能独立地工作, 必要时可通过通信线路与其它计算机交换信息,以及协调它们之间的工作.
根据系统中所用处理器的相同与否划分:
(1) 对称多处理器系统SMPS. 在系统中所包含的各处理器单元,在功能和结构上都是相同的,当前的绝大多数MPS都属于SMP系统.例如,IBM公司的SR/6000 Model F50, 便是利用4片Power PC处理器构成的.?
(2) 非对称多处理器系统.在系统中有多种类型的处理单元,它们的功能和结构各不相同,其中只有一个主处理器,有多个从处理器：
1. 对称多处理器系统中的进程分配方式
在SMP系统中,所有的处理器都是相同的,因而可把所有的处理器作为一个处理器池(Processor pool),由调度程序或基于处理器的请求,将任何一个进程分配给池中的任何一个处理器去处理.在进行进程分配时,可采用以下两种方式之一.
1) 静态分配(Static Assigenment)方式
2) 动态分配(Dynamic Assgement)方式?
3.4.2 进程分配方式
静态分配(Static Assigenment)方式
一个进程从开始执行直到完成,都被固定分配到一个处理器上去执行.
2) 动态分配(Dynamic Assgement)方式
系统中设置有公共的就绪队列.分配进程时,可以将进程分配到任何一个处理器上.
动态分配方式的主要优点是消除了各处理器忙闲不均的现象
2. 非对称MPS中的进程分配方式?
对于非对称MPS,其OS大多采用主—从(Master-Slave)式OS,即OS的核心部分驻留在一台主机上(Master),而从机(Slave)上只是用户程序,进程调度只由主机执行.每当从机空闲时,便向主机发送一索求进程的信号,然后,便等待主机为它分配进程.在主机中保持有一个就绪队列,只要就绪队列不空,主机便从其队首摘下一进程分配给请求的从机.从机接收到分配的进程后便运行该进程,该进程结束后从机又向主机发出请求.
缺点:对主机要求高,出现故障导致整个系统瘫痪
1. 自调度(Self-Scheling)方式
1) 自调度机制?
在系统中设置有一个公共的进程或线程就绪队列, 所有的处理器在空闲时,都可自己到该队列中取得一进程(或线程)来运行.在自调度方式中,可采用在单处理机环境下所用的调度算法,如先来先服务(FCFS)调度算法,最高优先权优先(FPF)调度算法和抢占式最高优先权优先调度算法等.
3.4.3 进程(线程)调度方式
2) 自调度方式的优点?
1,系统中的公共就绪队列可按照单处理机系统中所采用的各种方式加以组织;其调度算法也可沿用单处理机系统所用的算法,即很容易将单处理机环境下的调度机制移植到多处理机系统中
2,只要系统中有任务(公共就绪队列不空)就不会出现处理机空闲的情况,也不会发生处理器忙闲不均的现象,因而有利于提高处理器的利用率.
3)自调度方式的缺点
3.4.4进程调度过程
1、进程名：作为进程的标识。
指针：进程按顺序排成循环链表，用指针指出下一个进程的进程控制块首地址，最后一个进程中的指针指出第一个进程的进程控制块首地址。
2、要求运行时间：假设进程需要运行的单位时间数。
已运行时间：假设进程已经运行的单位时间数，初值为0。
状态：可假设有两种状态，就绪状态和结束状态。进程的初始状态都为就绪状态。
3、每次运行所设计的处理器调度程序调度进程之前，为每个进程任意确定它的要求运行时间。
4、此程序是模拟处理器调度，因此，被选中的进程并不实际启动运行，而是执行
已运行时间+1
来模拟进程的一次运行，表示进程已经运行过一个单位时间。
.5、在所设计的程序中应有显示或打印语句，能显示或打印每次被选中的进程名以及运行一次后进程队列的变化。
6、为进程任意确定要求运行时间，运行所设计的处理器调度程序，显示或打印逐次被选中进程的进程名以及进程控制块的动态变化过程。
7、设有一个就绪队列，就绪进程按优先数（优先数范围0－100）由小到大排列（优先数越小，级别越高）。当某一进程运行完一个时间片后，其优先级应下调（如优先数加2或3）。
8、例如一组进程如下表： 进程名 A B C D E F G H J K L M 到达时间 0 1 2 3 6 8 12 12 12 18 25 25 服务时间 6 4 10 5 1 2 5 10 4 3 15 8

㈥ 若有3个周期性任务，任务A要求每20ms执行一次，执行时间为10ms;任务B要求每50ms执行一次，执行时间为10ms;

松弛度=必须完成时间-其本身的运行时间-当前时间  
设任务A、B、C在t=0时同时到达，任务A和B每次必须完成的时间分别为：A1、A2、A3……和B1、B2、B3…… 
当t=0时    
A1须在20ms时完成   其本身运行时间是10ms 
A1的松弛度=（20-10-0）ms=10ms 
B1的松弛度=(50-10-0)ms=40ms 
C1的松弛度=(50-15-0)ms=35ms 
所以可得到A1先执行，当A1执行完 10ms后，只剩下了B1和C1   此时
t=10ms 
B1的松弛度=(50-10-10)ms=30ms 
C1的松弛度=(50-15-10)ms=25ms 
所以可得到C1先执行，当C1执行到了t=25ms时 
A2的松弛度=（40-10-25）ms=5ms 
B1的松弛度=(50-10-25)ms=15ms 
所以可得到A2先执行，当A2执行完 10ms时t=35ms，只剩下了B1，接着执行B1，当B1执行完 10ms时  
t=45ms，只剩A3，执行A3，当A3执行完 10ms时t=55ms，此时 
B2的松弛度=（100-10-55)ms=35ms 
C2的松弛度=（100-15-55)ms=30ms 所以C2执行 15ms
此时t=70ms 
A4的松弛度=（80-10-70）ms=0ms 则A4执行10ms
此时t=80ms，只剩下了A5和B2 
A5的松弛度=（100-10-80）ms=10ms 
B2的松弛度=（100-10-80）ms=10ms  
因为B2先进入了就绪队列，所以B2先执行，执行10ms，再执行A5 同理依次往下计算……….

㈦ 已知一个系统采用最低松弛度调度算法，某进程的要求必须在20ms内完成，服务时间为2ms，当前时间为

摘要 最低松弛度优先（LLF）算法是根据任务紧急（或松弛）的程度，来确定任务的优先级。任务的紧急程度愈高，为该任务所赋予的优先级就愈高，使之优先执行。在实现该算法时要求系统中有一个按松弛度排序的实时任务就绪队列，松弛度最低的任务排在队列最前面，被优先调度。松弛度的计算方法如下：