更新时间:2023-03-24 15:51
优先级是指计算机操作系统给任务指定的优先等级。它决定任务在使用资源时的优先次序。②给设备指定的优先等级。它决定设备在提出中断请求时,得到处理机响应的先后次序。同一优先级是指操作系统给不同的任务、作业或进程指定相同的优先级。同一优先级的处理一般遵从先来先服务原则。
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。通常,系统进程(如接收进程、对换进程、磁盘 I/O 进程)的优先权高于一般用户进程的优先权。
(2) 进程对资源的需求。如进程的估计执行时间及内存需要量的多少,对这些要求少的进程应赋予较高的优先权。
(3) 用户要求。这是由用户进程的紧迫程度及用户所付费用的多少来确定优先权的。静态优先权法简单易行,系统开销小,但不够精确,很可能出现优先权低的作业(进程)长期没有被调度的情况。因此,仅在要求不高的系统中才使用静态优先权。
动态优先权是指在创建进程时所赋予的优先权,是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。若所有的就绪进程具有各不相同的优先权初值,那么,对于优先权初值低的进程,在等待了足够的时间后,其优先权便可能升为最高,从而可以获得处理机。当采用抢占式优先权调度算法时,如果再规定当前进程的优先权以速率 b 下降,则可防止一个长作业长期地垄断处理机。
高响应比优先调度算法同时考虑每个作业的等待时间和预计运行时间的长短,从中选出响应比最高的作业投入执行。当一个作业执行完成时,通过重新计算后备队列中每个作业的响应比来决定哪个作业被选中进入内存。响应比 RP =响应时间/服务时间。这里响应比就是优先级,这可能使不同作业获得同一优先级。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。
调度算法的实施过程如下所述。
(1) 应设置多个就绪队列, 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。图是多级反馈队列算法的示意。
(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。