各种CPU调度算法是什么？

在上一节中，我们讨论了CPU调度以及有关CPU调度的一些基本内容. 在本节中，我们详细讨论了各种CPU调度算法的概念和核心过程.

1. 先到先得（FCFS）

是排在最前面并且先服务的调度算法. 无论哪个任务先出现，先执行任务.

如上所述，周转时间=任务结束时间-任务到达时间，因此，我们计算了上述四个任务的平均周转时间. 进程A的到达时间为0，进程B的到达时间为1，进程C的到达时间为2，进程D的到达时间为3. 因此，根据FCFS调度算法，我们调度A，B，C，D.

四个任务的平均周转时间=（5-0）+（65-1）+（165-2）+（175-3）/ 4 = 101.

因此，由于系统中可能有大量的简短任务，因此稍后输入的那些简短任务必须等待大量任务执行后，CPU才能处理这些简短任务. 在这种情况下，即使许多短任务的服务时间较短，其周转时间也相对较长. 我们可以尝试提前执行短期任务，提前执行短期任务，并减少以短期任务为主要任务的系统的平均周转时间. 由此，我们生成了一个简短的作业优先级CPU调度算法.

2. SJF（短期优先，短期优先）

这也非常简单，即首先安排服务时间最短的任务. 以上四个过程.

进程A的服务时间为5，进程B的服务时间为60任务调度算法，进程C的服务时间为100，进程D的服务时间为10. 因此，根据简短的CPU调度算法工作优先级，我们依次安排A，D，B，C.

因此，这四个任务的平均周转时间=（5-0）+（15-3）+（75-1）+（175-2）/ 4 = 66.

很明显，在以短作业为优先级的系统中，短作业优先调度算法的平均周转时间比先来先服务调度算法要短.

现在问题再次出现. 如果任务C需要紧急响应（例如Word文档任务），则它必须快速响应用户的键盘输入请求，这要求其响应时间要短. 显然，上面的SJF调度策略没有考虑响应时间的问题，因此任务C只是很短的周转时间，而下一个响应时间更长（您必须等待任务A，D和B完成在回应C之前.

因此，我们考虑了以时间片轮换的方式进行调度.

3.RR算法（按时间片循环调度）

以上述四个过程为例.

按时间片旋转的调度算法是设置一个时间片，例如10个CPU时间，然后不断地在A，B，C和D的四个进程之间切换，每个进程在10时刻执行. 达到该值时，它将切换到下一个进程执行时间10，直到所有执行完成.

为每个进程分配10个CPU时间，并轮流安排执行时间，以使每个进程的响应时间变短.

如果时间片设置太大，则响应时间将太长. 如果时间片设置太小，则整个系统都在不断切换过程任务调度算法，系统的大部分时间都浪费在切换过程上，从而导致系统吞吐量很小，在考虑了折衷之后，时间片设置为10 〜100ms，切换时间为0.1〜1ms.

说到这，SJF算法与系统的平均周转时间有关，而RR算法与系统的响应时间有关，但是如果系统需要同时具有较小的响应时间和周转时间短吗？

例如，word非常关心响应时间，而javac则更着重于周转时间来编译Java程序. 如果同时存在两种类型的任务该怎么办？

也就是说，前台中的任务更加关注响应时间，因为前台中的任务直接与用户进行交互，并且需要快速响应用户的请求. 后台任务更加关注周转时间，因此该任务需要快速结束.

一个非常直观的想法，为前台任务和后台任务定义两个队列. 前景使用RR算法，背景使用SJF算法. 仅当前台任务不可用时才安排后台任务.

但这会引起问题. 如果总是有前台任务，那么将永远不会安排后台任务. 这是我想告诉你的一个有趣的小故事: 1973年，当一名工人去麻省理工学院关闭IBM7094计算机时，他发现一个进程是在1967年提交的，但尚未运行.

这时，我们可以使后台任务优先级动态增加，但是一旦执行了后台任务（由SJF安排），前台任务的响应时间就必须变大.

如果我们将时间片同时用于前台任务和后台任务，那么它会退化为RR算法.

因此，仍有许多问题等待我们发现并找到解决问题的方法.

如果我们知道什么是前台任务，哪些是后台任务，那么前台任务在没有后台任务的情况下是否有效？后台任务没有前台任务就可以工作吗？如何优先考虑SJF中的短期工作？如何判断作业的长度？

直到现在，这些问题仍在疯狂地进行讨论和研究. 有兴趣进一步了解此方面的人员可以阅读相关文献或阅读Linux中以下CPU调度算法的源代码. 一个CPU调度算法必须考虑很多事情，我们可以看到我们的操作系统确实是人类的伟大发明.

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