调度在计算机中是分配工作所需资源的方法。资源可以指虚拟的计算资源,如执行绪、进程或数据流;也可以指硬体资源,如处理器、网路连线或扩展卡。调度规则就是在同时占用资源的多方之间进行资源分配的算法。在路由器、作业系统、硬碟、印表机,大多数嵌入式系统等设备中,都能看到调度规则的套用。
基本介绍
- 中文名:调度规则
- 外文名:Scheduling Rule
- 学科:计算机
- 定义:进行资源分配的算法。
- 有关术语:调度
- 领域:处理机调度
简介
调度规则,也可以称之为调度準则,就是在同时占用资源的多方之间进行资源分配的算法或规则。在一个作业系统的设计中,应如何选择调度规则和算法,在很大程度上取决于作业系统的类型及其目标。例如,在批处理系统、分时系统和实时系统中,通常都採用不同的调度方式和算法。选择调度方式和算法的準则,有的是面向用户的,有的是面向系统的。
面向用户的準则
这是为了满足用户的需求所应遵循的一些準则。其中,比较重要的有以下几点。
(1) 周转时间短。通常把周转时间的长短作为评价批处理系统的性能、选择作业调度方式与算法的重要準则之一。所谓周转时间,是指从作业被提交给系统开始,到作业完成为止的这段时间间隔(称为作业周转时间)。它包括四部分时间:作业在外存后备伫列上等待(作业)调度的时间,进程在就绪伫列上等待进程调度的时间,进程在 CPU 上执行的时间,以及进程等待 I/O 操作完成的时间。 其中的后三项在一个作业的整个处理过程中可能会发生多次。
对每个用户而言,都希望自己作业的周转时间最短。但作为计算机系统的管理者,则总是希望能使平均周转时间最短,这不仅会有效地提高系统资源的利用率,而且还可使大多数用户都感到满意。
(1)回响时间快。常把回响时间的长短用来评价分时系统的性能,这是选择分时系统中进程调度算法的重要準则之一。所谓回响时间,是从用户通过键盘提交一个请求开始,直至系统首次产生回响为止的时间,或者说,直到萤幕上显示出结果为止的一段时间间隔。它包括三部分时间:从键盘输入的请求信息传送到处理机的时间,处理机对请求信息进行处理的时间,以及将所形成的回响信息回送到终端显示器的时间。
(3) 截止时间的保证。这是评价实时系统性能的重要指标,因而是选择实时调度算法的重要準则。所谓截止时间,是指某任务必须开始执行的最迟时间,或必须完成的最迟时间。对于严格的实时系统,其调度方式和调度算法必须能保证这一点,否则将可能造成难以预料的后果。
(4) 优先权準则。 在批处理、 分时和实时系统中选择调度算法时, 都可遵循优先权準则,以便让某些紧急的作业能得到及时处理。在要求较严格的场合,往往还须选择抢占式调度方式,才能保证紧急作业得到及时处理。
面向系统的準则
这是为了满足系统要求而应遵循的一些準则。其中,较重要的有以下几点:
(1) 系统吞吐量高。这是用于评价批处理系统性能的另一个重要指标,因而是选择批处理作业调度的重要準则。由于吞吐量是指在单位时间内系统所完成的作业数,因而它与批处理作业的平均长度具有密切关係。对于大型作业,一般吞吐量约为每小时一道作业;对于中、小型作业,其吞吐量则可能达到数十道作业之多。作业调度的方式和算法对吞吐量的大小也将产生较大影响。事实上,对于同一批作业,若採用了较好的调度方式和算法,则可显着地提高系统的吞吐量。
(2) 处理机利用率好。对于大、中型多用户系统,由于 CPU 价格十分昂贵,致使处理机的利用率成为衡量系统性能的十分重要的指标;而调度方式和算法对处理机的利用率起着十分重要的作用。在实际系统中,CPU 的利用率一般在 40%(系统负荷较轻)到 90%之间。在大、中型系统中,在选择调度方式和算法时,应考虑到这一準则。但对于单用户微机或某些实时系统,则此準则就不那幺重要了。
(3) 各类资源的平衡利用。在大、中型系统中,不仅要使处理机的利用率高,而且还应能有效地利用其它各类资源,如记忆体、外存和 I/O 设备等。选择适当的调度方式和算法可以保持系统中各类资源都处于忙碌状态。但对于微型机和某些实时系统而言,该準则并不重要。
调度算法
计算机系统是由许多程式或进程需要使用的资源(例如处理机周期、存储单元和输入/输出设备)的 有限集合所组成的。调度算法的目标是把这些资源分配给要求它们的程式。在每一判定时刻,调度算法 必须决定下一次应是若干相竞争的进程中的哪一个进程接收一给定资源。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,通常採用不同的调度算法,例如,在批处理系统中,为了照顾为数众多的短作业,应採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回响时间,应採用轮转法进行调度。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;但也有些调度算法既可用于作业调度,也可用于进程调度。