调度算法的概念

在OS中调度的实质是一种资源分配，因而调度算法是指：根据系统的资源分配策略所规定的资源分配算法。

对于不同的系统和系统目标，通常采用不同的调度算法：例如，在批处理系统中为照顾为数众多的短作业，应采用短作业优先的调度算法；又如在分时系统中，为了保证系统具有合理的响应时间，应采用轮转法进行调度。

目前存在的多种调度算法中，有的算法适用于作业调度，有的算法适用于进程调度；但有些算法作业调度和进程调度都可以采用。

几个运算概念

进程从进入外存的后备队列就已经算是进入了系统，之后经历进入内存，使用CPU，执行完毕/进入阻塞。

周转时间T = 在后备队列的时间t1 + 在内存的时间t2 + 使用CPU的时间t3 + 阻塞的时间t4

平均周转时间 = (T1 + T2 + T3 +... + Tn) / n

带权周转时间 = T / t3

平均带权周转时间 = (T1 / t3 + T2 / t3 + T3 / t3 +... + Tn / t3) / n

先来先服务调度算法（FCFS）

是一种最简单的调度算法，既可用于作业调度，也可用于进程调度。

当在作业调度中采用FCFS算法时，每次调度都是从后备作业队列中，选择一个或多个最先进入该队列的作业，将它们调入内存，为它们分配资源、创建进程，然后放入就绪队列；

在进程调度采用FCFS算法时，则每次调度是从就绪队列中选择一个最先进入该队列的进程，为之分配处理机，使之运行。

FCFS算法比较有利于长作业（进程），而不利于短作业（进程）。

例题1

下表列出了A、B、C、D四个作业分别到达系统的时间、要求服务的时间、开始执行的时间及各自的完成时间，并计算出各自的周转时间和带权周转时间。

（1）在先来先服务调度算法的基础上使用非抢占原则：

（2）在先来先服务调度算法的基础上使用抢占原则：由于该算法首要遵循的就是先来先服务，所以会严格按照先后顺序执行，FCFS                   算法在非抢占和抢占原则上是相同的。

从表格得到：C作业的带权周转时间高达100；而D作业的带权周转时间仅1.99；可以认为C作业并没有频繁使用CPU而是请求外设，被阻塞，结束了时间片。D作业是一直频繁的使用CPU。

所以可以总结：FCFS调度算法有利于CPU繁忙型的作业（如通常的科学计算），而不利于I/O繁忙型的作业（指CPU进行处理时，需频繁的请求I/O）。也就是说，FCFS算法比较有利于长作业（进程），而不利于短作业（进程）。

短作业（进程）优先算法（SJ(P)F）

短作业优先（SJF）的调度算法，是从后备队列中选择一个或若干个估计运行时间最短的作业，将它们调入内存运行。

短进程优先（SPF）调度算法，是从就绪队列中选出一估计运行时间最短的进程，将处理机分配给它，使它立即执行并一直执行到完成，或发生某事件而被阻塞放弃处理机时，再重新调度。

例题2

采用SJF算法后，不论是平均周转时间还是平均带权周转时间，都较FCFS调度算法有较明显的改善，尤其是对短作业D。而平均带权周转时间从2.8降到了2.1。这说明SJF调度算法能有效的降低作业的平均等待事件，提高系统吞吐量。

从表中仍能看出，长作业的带权周转时间边长了，所以该算法对长作业不利。该算法也没有考虑作业紧迫程度，不能保证急迫性作被及时处理。最重要的是，作业的长短是事先估计出来的，包含主观因素，不一定能真正做到短作业优先。