計算機操作系統(tǒng)第三章主要探討處理機調(diào)度與死鎖的相關(guān)概念、算法和應(yīng)用。本章上半部分聚焦于處理機調(diào)度的核心內(nèi)容，下文將通過知識腦圖的形式進行系統(tǒng)梳理，并結(jié)合計算機系統(tǒng)服務(wù)進行闡述。

一、處理機調(diào)度的基本概念

1. 調(diào)度層次

• 高級調(diào)度（作業(yè)調(diào)度）：決定哪些作業(yè)從外存調(diào)入內(nèi)存

• 中級調(diào)度（內(nèi)存調(diào)度）：在內(nèi)存和外存之間進行進程對換

• 低級調(diào)度（進程調(diào)度）：決定就緒隊列中哪個進程獲得處理機

1. 調(diào)度隊列模型

• 僅有進程調(diào)度的調(diào)度隊列模型

• 具有高級和低級調(diào)度的調(diào)度隊列模型

• 同時具有三級調(diào)度的調(diào)度隊列模型

二、調(diào)度算法

1. 先來先服務(wù)（FCFS）

• 特點：非搶占式，按作業(yè)到達順序執(zhí)行

• 優(yōu)點：實現(xiàn)簡單，公平性強

• 缺點：平均等待時間較長，對短作業(yè)不利

1. 短作業(yè)優(yōu)先（SJF）

• 特點：非搶占式，優(yōu)先執(zhí)行估計運行時間最短的作業(yè)

• 優(yōu)點：平均等待時間最小

• 缺點：可能導致長作業(yè)饑餓，需要預知運行時間

1. 優(yōu)先級調(diào)度算法

• 靜態(tài)優(yōu)先級：在進程創(chuàng)建時確定，運行期間不變

• 動態(tài)優(yōu)先級：在進程運行過程中可調(diào)整

• 可能存在的問題：優(yōu)先級倒置

1. 高響應(yīng)比優(yōu)先調(diào)度算法

• 響應(yīng)比 = (等待時間 + 要求服務(wù)時間) / 要求服務(wù)時間

• 兼顧了等待時間和服務(wù)時間

1. 時間片輪轉(zhuǎn)調(diào)度算法（RR）

• 特點：搶占式，為每個進程分配固定時間片

• 時間片大小的影響：過大則退化為FCFS，過小則系統(tǒng)開銷大

1. 多級隊列調(diào)度算法

• 將就緒隊列分成多個獨立隊列

• 每個隊列可采用不同的調(diào)度算法

• 隊列間可設(shè)置優(yōu)先級

1. 多級反饋隊列調(diào)度算法

• 綜合了多種調(diào)度算法的優(yōu)勢

• 進程可在不同隊列間移動

• 能夠較好地滿足各種類型作業(yè)的需求

三、實時系統(tǒng)中的調(diào)度

1. 實時調(diào)度算法的分類

• 非搶占式調(diào)度算法

• 搶占式調(diào)度算法

1. 常用的實時調(diào)度算法

• 最早截止時間優(yōu)先（EDF）

• 最低松弛度優(yōu)先（LLF）

四、計算機系統(tǒng)服務(wù)中的調(diào)度實踐
在計算機系統(tǒng)服務(wù)中，處理機調(diào)度策略直接影響系統(tǒng)性能和用戶體驗。現(xiàn)代操作系統(tǒng)通常采用多級反饋隊列調(diào)度算法，通過動態(tài)調(diào)整進程優(yōu)先級和時間片大小，平衡響應(yīng)時間和吞吐量。

系統(tǒng)服務(wù)需要考慮的因素：

• 交互式應(yīng)用的響應(yīng)時間
• 批處理作業(yè)的吞吐量
• 實時任務(wù)的時限要求
• 系統(tǒng)資源的有效利用

通過合理配置調(diào)度參數(shù)，操作系統(tǒng)能夠為不同類型的應(yīng)用提供優(yōu)化的服務(wù)，確保計算機系統(tǒng)的高效穩(wěn)定運行。