本文章的排程演算法總結自部落格
首先說明什麼叫程序和程式？
首先程式和程序的存放位置不同：程式是儲存在磁碟中的一些資料；而程序是乙個執行起來的程式，需要將**資料載入到記憶體中,參與競爭分配系統資源的乙個實體。
為什麼會有程序排程：
需要程序排程的理由很簡單，即充分利用計算機系統中的cpu資源，讓計算機系統能夠多快好省地完成我們讓它做的各種任務。自己將它例項化成乙個不是很恰當的例子：如果將cpu比作乙個工廠的機器；那麼程序就是工人；而這個工廠的效益比較好；需要每天24小時執行也是為了能夠充分利用機器；那麼程序排程就是工人換班；只不過工廠是工人操作機器；而計算機是cpu操作程序；當工人8個小時上班時間到了；就要下班輪換；而計算機是cpu是操作某乙個程序時間到了時間片就該去操作另乙個程序了；只不過工人上班的時間長度和cpu的時間片不是乙個數量級；
程序排程的原理：
一般我們在記憶體中可存放數目遠大於計算機系統內cpu個數的程序，讓這些程序在作業系統的程序排程器的排程下，能夠讓程序高效（高的吞吐量–throughput）、及時（低延遲–latency）、公平（fairness）地使用cpu。為此排程器可設計不同的排程演算法來選擇程序，這體現了程序排程的策略，同時還需並進一步通過程序的上下文切換（context switch）來完成程序切換，這體現了程序排程的機制。
程序排程的方式：
可搶占式（可剝奪式，preemptive)：就緒佇列中一旦有某程序的優先順序高於當前正在執行的程序的優先順序時，作業系統便立即進行程序排程，完成程序切換。
不可搶占式（不可剝奪式non_preemptive）：即使在就緒佇列存在有某程序優先順序高於當前正在執行的程序的優先順序時，當前程序仍將占用處理器執行，直到該程序自己進入阻塞狀態，或時間片用完，或在執行完系統呼叫後準備返回使用者程序前的時刻，才重新發生排程讓出處理機。
程序排程的策略/演算法：
在早期作業系統的排程方式大多數是非剝奪的，這是由於早期的應用一般是科學計算或事務處理，不太把人機互動的響應時間指標放在首要位置。在這種情況下，正在執行的程序可一直占用cpu直到程序阻塞或終止。這種方式的排程演算法可以很簡單，且比較適用對於響應時間不關心或者關心甚少的批處理科學計算或事務處理應用。隨著計算機的應用領域進一步擴充套件，計算機更多地用在了多**等人機互動應用上，為此採用可搶占式的排程方式可在乙個程序終止或阻塞之前就剝奪其執行權，把cpu盡快分配給另外的「更重要」程序，使得就緒佇列中的程序有機會響應它們使用者的io事件。
基於這兩種方式的排程演算法如下：
1、先來先服務（fcfs）排程演算法：
處於就緒態的程序按先後順序鏈入到就緒佇列中，而fcfs排程演算法按就緒程序進入就緒佇列的先後次序選擇當前最先進入就緒佇列的程序來執行，直到此程序阻塞或結束，才進行下一次的程序選擇排程。fcfs排程演算法採用的是不可搶占的排程方式，一旦乙個程序占有處理機，就一直執行下去，直到該程序完成其工作，或因等待某一事件而不能繼續執行時，才釋放處理機。作業系統如果採用這種程序排程方式，則乙個執行時間長且正在執行的程序會使很多晚到的且執行時間短的程序的等待時間過長。總的來說就是先來後到；除非自已執行結束或某些原因自己讓出cpu才能輪到下乙個程序執行。
2、短作業優先（sjf）排程演算法：其實目前作業的提法越來越少，我們姑且把「作業」用「程序」來替換，改稱為短程序優先排程演算法，此演算法選擇就緒佇列中確切（或估計）執行時間最短的程序進入執行。它既可採用可搶占排程方式，也可採用不可搶占排程方式。可搶占的短程序優先排程演算法通常也叫做最短剩餘時間優先（shortest remaining time first，srtf）排程演算法。短程序優先排程演算法能有效地縮短程序的平均周轉時間，提高系統的吞吐量，但不利於長程序的執行。而且如果程序的執行時間是「估計」出來的話，會導致由於估計的執行時間不一定準確，而不能實際做到短作業優先。優先完成時間短的。
3、時間片輪轉（rr）排程演算法：rr 排程演算法與fcfs 排程演算法在選擇程序上類似，但在排程的時機選擇上不同。rr排程演算法定義了乙個的時間單元，稱為時間片（或時間量）。乙個時間片通常在1～100 ms之間。當正在執行的程序用完了時間片後，即使此程序還要執行，作業系統也不讓它繼續執行，而是從就緒佇列依次選擇下乙個處於就緒態的程序執行，而被剝奪cpu使用的程序返回到就緒佇列的末尾，等待再次被排程。時間片的大小可調整，如果時間片大到讓乙個程序足以完成其全部工作，這種演算法就退化為fcfs排程演算法；若時間片設定得很小，那麼處理機在程序之間的程序上下文切換工作過於頻繁，使得真正用於執行使用者程式的時間減少。時間片可以靜態設定好，也可根據系統當前負載狀況和運**況動態調整，時間片大小的動態調整需要考慮就緒態程序個數、程序上下文切換開銷、系統吞吐量、系統響應時間等多方面因素。
執行時間達到時間片長度則讓出cpu等待下次呼叫
4、高響應比優先（highest response ratio first，hrrf）排程演算法：hrrf排程演算法是介於先來先服務演算法與最短程序優先演算法之間的一種折中演算法。先來先服務演算法只考慮程序的等待時間而忽視了程序的執行時間，而最短程序優先排程演算法只考慮使用者估計的程序的執行時間而忽視了就緒程序的等待時間。hrrf排程演算法二者兼顧，既考慮程序等待時間，又考慮程序的執行時間。
5、多級反饋佇列（multi-level feedback queue）排程演算法：在採用多級反饋佇列排程演算法的執行邏輯流程如下：
設定多個就緒佇列，並為各個佇列賦予不同的優先順序。第乙個佇列的優先順序最高，第二隊次之，其餘佇列優先順序依次降低。僅當第1～i-1個佇列均為空時，作業系統排程器才會排程第i個佇列中的程序執行。賦予各個佇列中程序執行時間片的大小也各不相同。在優先順序越高的佇列中，每個程序的執行時間片就越小或越大（linux-2.4核心就是採用這種方式）。
當乙個就緒程序需要鏈入就緒佇列時，作業系統首先將它放入第一佇列的末尾，按fcfs的原則排隊等待排程。若輪到該程序執行且在乙個時間片結束時尚未完成，則作業系統排程器便將該程序轉入第二佇列的末尾，再同樣按先來先服務原則等待排程執行。如此下去，當乙個長程序從第一佇列降到最後乙個佇列後，在最後乙個佇列中，可使用fcfs或rr排程演算法來執行處於此佇列中的程序。
如果處理機正在第i（i > 1）佇列中為某程序服務時，又有新程序進入第k（k < i）的佇列，則新程序將搶占正在執行程序的處理機，即由排程程式把正在執行程序放回第i佇列末尾，重新將處理機分配給處於第k佇列的新程序。
從mlfq排程演算法可以看出長程序無法長期占用處理機，且系統的響應時間會縮短，吞吐量也不錯（前提是沒有頻繁的短程序）。所以mlfq排程演算法是一種合適不同型別應用特徵的綜合程序排程演算法。
6、最高優先順序優先排程演算法：程序的優先順序用於表示程序的重要性及執行的優先性。乙個程序的優先順序可分為兩種：靜態優先順序和動態優先順序。
靜態優先順序是在建立程序時確定的。一旦確定後，在整個程序執行期間不再改變。靜態優先順序一般由使用者依據包括程序的型別、程序所使用的資源、程序的估計執行時間等因素來設定。一般而言，若程序需要的資源越多、估計執行的時間越長，則程序的優先順序越低；反之，對於i/o bounded的程序可以把優先順序設定得高。
動態優先順序是指在程序執行過程中，根據程序執**況的變化來調整優先順序。動態優先順序一般根據程序占有cpu時間的長短、程序等待cpu時間的長短等因素確定。占有處理機的時間越長，則優先順序越低，等待時間越長，優先順序越高。那麼程序排程器將根據靜態優先順序和動態優先順序的總和現在優先順序最高的就緒程序執行。
作業系統中為了能夠讓每個程序都有機會執行，需要給每個程序分配乙個時間片，當乙個程序的時間片用完以後，作業系統的排程器就會讓當前程序放棄cpu，而選擇另外乙個程序占用cpu執行。為了有效地支援程序排程所需的時間片，ucore設計並實現了乙個timer（計時器）功能。這樣，通過timer就對基於時間事件的排程機制提供了基本支援。
task_struct結構體, 理解結構體中的各個欄位的含義.
程序排程演算法（程序排程策略）
程序排程演算法 排程演算法是指 根據系統的資源分配策略所規定的資源分配演算法。一 先來先服務和短作業 程序 優先排程演算法 1.先來先服務排程演算法。先來先服務 fcfs 排程演算法是一種最簡單的排程演算法，該演算法既可用於作業排程，也可用於程序排程。fcfs演算法比較有利於長作業 程序 而不利於短...
程序排程演算法
排程演算法是指 根據系統的資源分配策略所規定的資源分配演算法。一 先來先服務和短作業 程序 優先排程演算法 1.先來先服務排程演算法。先來先服務 fcfs 排程演算法是一種最簡單的排程演算法，該演算法既可用於作業排程，也可用於程序排程。fcfs演算法比較有利於長作業 程序 而不利於短作業 程序 由此...
程序排程演算法
先來先服務 first come first service，fcfs 排程演算法按照程序進入就緒佇列的先後順序選擇可以占用處理器的程序。這是一種不可搶占方式的排程演算法，優點是實現簡單，缺點是後來的程序等待cpu的時間較長。它現今主要用作輔助排程法 例如結合在優先順序排程演算法中使用，當有兩個最高...