操作系统原理：调度原则及其影响

1.面向系统的准则

从系统角度看，调度算法的选择需要满足操作系统设计目标的要求，主要有以下三方向准则。

（1）吞吐量。系统单位时间内完成工作的一种度量称为吞吐量。系统吞吐量不仅与批处理的平均长度有关，还与系统采用的调度算法有关。一个好的调度算法应尽可能使单位时间内系统完成的作业数达到最多。

（2）CPU利用率。某段时间内CPU处于忙状态时间的百分比。不同的时间段，CPU的利用率有所不同。CPU利用率是影响系统性能的一个重要指标，主要应用于低级调度，但对单用户系统或实时系统来说，该准则就显得不那么重要。CPU利用率的计算公式为

（3）系统资源平衡利用。在一些大、中型系统中，调度策略不仅要保证系统能够获得较高的CPU利用率，还要尽可能使系统中的其他资源都处于忙碌状态，如内存、外存和I/O设备等。

（4）公平性。在没有用户和系统提出特殊要求时，系统中的各个调度对象都应被平等对待。

2.面向用户的准则

衡量作业调度的一个标准是作业平均周转时间。作业的平均周转时间越短，则系统的效率越高、吞吐能力越强。批处理系统的调度性能除用作业周转时间衡量外，还用作业带权周转时间衡量。为满足用户要求，调度算法应遵循以下4个方面的准则（下面出现的公式同样适用于进程）。

（1）周转时间。一个作业的周转时间是指该作业由提交到完成所花费的时间，即作业i周转时间为(www.xing528.com)

也可表示为

而作业带权周转时间则为作业周转时间与作业运行时间的比值，即作业i带权周转时间为

N个作业的平均周转时间是N个作业周转时间的平均值T，即作业的平均周转时间为

N个作业的平均带权周转时间是N个作业带权周转时间的平均值W，即作业的平均带权周转时间为

（2）响应时间。指从用户通过键盘提交一个请求开始，直到系统首次产生响应为止的时间间隔。响应时间是分时系统选择调度算法的重要准则之一，分时系统通常较少考虑周转时间。

（3）截止时间。截止时间是实时系统选择调度算法的重要准则，它可以是某实时任务（作业或进程）必须开始的最迟时间，也可以是某实时任务必须完成的最迟时间。在实时要求较高的系统中，调度算法的选择必须满足截止时间的要求。

（4）优先权准则。通过给不同的任务设定不同的优先级，并根据优先级的高低进行调度，以便让某些紧急的任务能够得到及时处理，这就是优先权准则。在某些特殊要求的系统中（如实时系统），往往还需要选择抢占式调度方式，才能保证紧急任务得到及时处理。优先权准则可以应用于批处理系统、分时系统和实时系统。