目錄
1 程序排程基本概念
2 排程準則
3 排程演算法
4 執行緒排程
5 多處理器排程
6 實時cpu排程
7 例項（linux）
8 演算法評估
9 小結在多道程式設計設計之前，沒有cpu排程的概念。因為單道程式不需要排程cpu。
問：為什麼需要排程？
答：使計算機更加高效。（例如，不能因為等待io操作，而讓cpu閒著）
每當cpu空閒時，作業系統就應從就緒佇列中選擇乙個程序來執行。
注意：就緒佇列不必是先進先出（fifo）的，可以是先進先出（fifo）佇列、優先佇列、樹、或簡單的無序鍊錶等。
就緒佇列內的內容為程序控制塊（pcb）。
4 種情況時需要進行程序排程：
當乙個程序從執行狀態切換到等待狀態。
當乙個程序從執行狀態切換到就緒狀態。
當乙個程序從等待狀態切換到就緒狀態。
當乙個程序終止時。
出現情況1和情況4，必須排程。
對於情況2和情況3，要是排程的話，就是搶占式的，否則就是非搶占的。
排程程式的功能包括：
為了比較各種cpu排程演算法的優劣，要有一些排程準則。包括：
完美的作業系統應該是：最大化的cpu使用率、吞吐量和最小化周轉時間、等待時間、響應時間。
本節只討論常見的6個排程演算法。
（1）先到先服務排程
先到先服務（first-come,first-serverd, fcfs）。
就緒佇列可以使用fifo佇列實現。
非搶占式的。
缺點：平均等待時間往往很長。會有護航效果（其他程序都在等待乙個程序釋放cpu），對於分時系統來說非常麻煩。
（2）最短作業優先排程
最短作業優先排程（shortest-job-first, sjf）.
更為準確的叫法是：下次最短cpu執行。選擇下次最短的程序來執行。
搶占和非搶占。
優點：平均等待時間、平均周轉時間最少。
難點：如何知道下次cpu執行的長度？因此就有了一些演算法來**下一次的首席執行官度。
缺點：容易出現飢餓或無窮阻塞（對長作業長期不被排程）。
（3）優先順序排程
優先順序排程（priority-scheduling）。
每乙個程序都有乙個優先順序與其關聯。
搶占和非搶占。
優先順序分為內部和外部：內部的如（時限、記憶體要求、開啟檔案數量、io時間等）。
外部的（程序重要性、贊助部門、費用【充錢了網速當然快啊】等……）
缺點：容易出現飢餓或無窮阻塞。
解決方法：老化逐漸增加系統中等待很長時間的程序的優先順序。
（4）輪轉排程
輪轉排程（round-robin, rr）。
輪轉排程是專門為分時系統設計的，類似於fcfs基礎上增加了搶占。
有時間片（time slice）通常為10ms~100ms。就緒隊列為迴圈佇列，cpu迴圈整個就緒佇列，每個程序分配不超過乙個時間片的cpu。
搶占式難點：時間片大小的設定。
（5）多級佇列排程
把程序分為不同的組，每一組有一類的排程演算法。
多級佇列排程演算法講就緒佇列分為多個單獨佇列。根據程序的屬性，永久性的分到乙個佇列裡。
各單獨佇列按優先順序來排序，只有高優先順序裡的隊列為空，低優先順序的佇列裡的程序才可以執行。
各個單獨的佇列裡有自己的排程演算法。
（6）多級反饋佇列排程
在多級佇列排程演算法中，程序進入系統時被永久的分配到某個佇列中。
多級反饋佇列排程允許程序在佇列中遷移。
多級反饋佇列排程程式有各種引數。
是更為通用的演算法。也是最複雜的演算法。
上一章講了執行緒。包括使用者級執行緒和核心級執行緒。
使用者級執行緒和核心級執行緒之間的乙個區別在如何排程
對於多對一模型和多對多模型。系統的執行緒庫排程使用者級執行緒。競爭範圍是程序競爭範圍。
而對於一對一模型，競爭範圍是系統競爭範圍。
對於多處理器，有兩種排程方法：
1 非對稱多處理：乙個處理器用來排程、io處理等，其他處理器用來執行使用者**。
2 對稱多處理（smp）：每個處理器自我排程。（所有程序可能處於乙個共同的就緒佇列中）
多處理器排程要考慮的問題：
1）處理器親和性
乙個程序最好一直讓乙個處理器來執行，否則要各種清理快取，重新充填快取。
2）負載平衡
不能讓有的處理器空閒，有的處理器處於高負載。
負載平衡會抵消親和性。
多核多程序
現在都是多核系統，多個處理器在乙個物理晶元上。
當乙個處理器訪問記憶體時，花費大量的時間來等待所需資料，這叫做記憶體停頓。
為解決這個問題，硬體上採用多執行緒的處理器核。
例如，雙線程雙核系統中，作業系統會有4個邏輯處理器。ultrasparc t3 cpu有16個處理器核，每個核有8個硬體執行緒。作業系統的角度講，有128個邏輯處理器。
對於多核多執行緒，有兩個級別的排程：
1 作業系統選擇哪個執行緒執行在哪個邏輯處理器（硬體執行緒）上。
2 每個核如何決定執行哪個硬體執行緒。
實時計算機系統要求在截止日期之前得到結果，在截止日期之後得到是無用的。
實時排程演算法包括：
單調速率
最早截止優先排程
linux中只有任務（task）排程這一說法。
完全公平排程演算法（completely fair scheduler , cfs）是預設的linux排程演算法。
linux系統的排程基於排程類，每個類都有乙個特定優先順序，核心針對不同的排程類，採用不同的排程演算法。
根據第2節的排程準則來評估排程演算法。
評估方法有：
確定性模型（分析評估法）
排隊模型
**實現
本章講了程序管理中的程序排程，包括概念和一些演算法。還有一些例項。
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