作業系統中的列表排程

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介紹

列表排程是一種作業系統技術，用於管理計算機系統中程序的執行。它涉及到建立要執行的程序列表，然後根據它們的優先順序或其他標準來排程它們。在本文中，我們將探討在作業系統中理解列表排程所需的關鍵內容。

關於作業系統中列表排程的要點

以下是關於作業系統中列表排程的一些重要要點：

• 由於列表排程是一種搶佔式排程演算法，因此可以根據程序的優先順序中斷和重新排程程序。

• 程序通常駐留在堆疊中，高優先順序程序位於前面。

• 排程程式選擇佇列中的下一個程序執行並將其分配給處理器。

• 排程程式可以使用各種標準來評估程序優先順序，包括程序以前使用的 CPU 時間量、它需要的儲存量或它正在處理的任務的重要性。

• 列表排程通常用於即時系統，其中必須在一定時間內響應任務。

作業系統中列表排程的過程

基本上使用佇列來儲存程序列表，每個程序都分配一個值。排程程式使用優先順序值來決定應按什麼順序執行程序。高優先順序程序通常安排在處理佇列的前面，然後是低優先順序程序。

排程程式選擇佇列中的下一個程序執行並將其分配給處理器。如果有多個處理器可用，排程程式可以分配多個程序同時執行。排程程式還會監控程序的執行，並可能根據優先順序或其他標準搶佔或重新排程它們。

許多因素會影響程序的優先順序。這包括它已經消耗的 CPU 時間量、它需要的記憶體量以及它正在執行的任務的重要性。在某些情況下，排程程式可能會使用這些因素中的一個或多個來確定程序優先順序。

列表時間管理經常用於必須在一定時間內響應任務的即時系統。在這些系統中，排程程式必須確保高優先順序任務得到快速處理，並且低優先順序任務不會干擾關鍵任務的完成。

列表排程的缺點是，如果高優先順序程序無限期地進入佇列，則一些低優先順序程序可能會被剝奪 CPU 時間。一些排程演算法，如老化或輪詢排程，透過確保所有程序無論其優先順序順序如何都能獲得一些 CPU 時間來解決這個問題。

就資源利用而言，列表排程可能是一種有效的排程技術。該演算法試圖透過使處理器始終忙於程序執行來最大化 CPU 利用率。這可以透過減少處理器的空閒時間並確保所有程序在儘可能短的時間內完成來實現。

在基於列表的排程系統中，排程程式從等待列表的開頭選擇要執行的程序，通常是具有最高優先順序的程序。然後將所選程序分配給處理器。當程序完成時，處理器可以繼續處理佇列中的下一個程序。這確保了計算機處理器不會保持空閒狀態，並且得到有效利用。

作業系統中列表排程的優點

列表排程可以減少排隊程序的等待時間，同時提高 CPU 利用率。由於高優先順序程序首先執行，因此可以快速完成重要任務。這對於需要快速響應時間的即時系統尤其重要。

由於它可以處理不同優先順序的任務，因此列表排程對於即時系統非常有用。即時系統是指那些系統的正確性不僅取決於計算結果，還取決於其時間安排的系統。換句話說，為了正常工作，即時系統必須滿足嚴格的截止時間。

列表排程可以用來確保首先完成最高優先順序的任務。這有助於系統滿足其截止時間並按時完成關鍵任務。在即時系統中，列表排程通常可以與其他技術（如截止日期驅動排程或速率單調排程）結合使用，以確保按時完成分配的任務。

列表排程不僅對即時系統有效，而且實現起來也相對簡單。基本演算法包括維護一個程序列表，每個程序都有一個優先順序值，然後首先執行具有最高優先順序的程序。由於該演算法的簡單性，它很容易在大多數作業系統中實現。此外，該演算法可以擴充套件以處理更復雜的情況，例如多處理器系統或多工平臺。

作業系統中列表排程的缺點

列表排程，以及任何其他排程技術，都有一些在特定情況下可能出現的缺點。其中一些缺點包括飢餓、低效和僵化。

飢餓的風險是列表排程的一個缺點。當高優先順序程序反覆進入佇列時，它會阻止低優先順序程序的執行。如果高優先順序程序永遠不結束，則低優先順序程序可能會被剝奪 CPU 時間而永遠不會執行。為了減輕這種風險，排程程式可能需要使用其他技術，例如老化，以確保最終執行低優先順序程序。

低效是列表排程的另一個潛在缺點，尤其是在處理長時間執行的程序時。由於列表排程僅根據其優先順序選擇程序，因此某些程序在執行之前可能會延遲很長時間。如果這些程序執行很長時間，它們可能會消耗大量的 CPU 時間，導致其他程序等待並可能導致系統崩潰。

就修改優先順序而言，列表排程也可能很僵化。一旦程序被分配了優先順序，在不中斷程序執行的情況下修改它可能很困難。因此，為了適應不斷變化的系統條件而動態調整排程演算法可能很困難。

為了解決這些潛在問題，可以使用其他排程演算法。為了確保每個程序獲得成比例的 CPU 時間，可以使用搶佔式排程演算法，如輪詢或最短作業優先。為了最大限度地減少飢餓和低效的可能性，可以使用其他技術，如靈活的優先順序修改或程序老化。

結論

列表排程是一種排程方法，作業系統可以使用它來更有效地分配 CPU 資源。在本文中，我們瞭解到列表排程包括維護一個程序列表，每個程序都分配一個優先順序值。首先執行最高優先順序的程序。列表排程對於具有快速響應時間的即時系統可能是有益的，並且易於實現。