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Linux排程系統

作者:高興能計算

摘要

在計算機系統中,排程器是一個極其重要且普遍存在的元件。排程系統的任務是決定哪個程序可以使用處理器資源以及程序使用資源的時間。是以,如何有效地使用和管理計算機的資源,成為了作業系統研發和改進的核心問題之一。本文介紹了Linux作業系統中排程系統的工作原理,并闡述了最常用的排程算法。

關鍵詞:排程系統,作業系統,Linux

引言

Unix作業系統于上世紀60年代問世以來,成為了最受歡迎的作業系統之一。在衆多Unix版本中,Linux因為其開源、穩定、可靠、靈活等特點,成為了廣受歡迎的Unix作業系統之一。目前,Linux在伺服器、移動裝置、嵌入式系統及雲計算等領域發揮了不可替代的作用。Linux的發展與應用使許多領域的技術有了飛躍式發展,同時,它的可定制性也受到了廣泛關注。本文将介紹Linux作業系統中排程系統的工作原理及常見的排程算法。

排程系統的概念

排程系統是計算機作業系統中負責程序排程的一個元件。 在單處理器系統中,排程系統從就緒隊列中選取一個程序,将處理器的控制權交給該程序,讓其執行。在多處理器系統中,排程器将程序配置設定到不同的處理器上執行,以實作負載均衡和最大吞吐量等目标。

在Unix作業系統中,排程系統負責決定哪個程序可以使用處理器資源,并決定程序可以使用的時間。具體來說,排程系統需考慮以下因素:程序狀态、程序優先級、程序是否在等待資源、程序需要執行的時間等。

最常用的排程算法

Linux中最常用的排程算法有三種,分别是FCFS(先到先服務)、SJF(最短作業優先)和RR(時間片輪轉)。

FCFS算法按照程序到達順序進行排程,優先排程最先到達系統的程序。這種算法簡單且易于了解,但有可能出現“饑餓”現象,即某些程序永遠無法得到執行。

Linux排程系統

FCFS

SJF算法優先排程執行時間最短的程序。如果許多程序都需要執行,而其中有某一程序任務特别緊急,則需要長時間等待。是以,SJF算法的缺點是可能出現“饑餓”現象。同樣地,SJF算法的計算也需要很大的開銷,因為作業系統必須不斷擷取程序執行時間的資訊。

Linux排程系統

SJF

RR算法是最常用的算法之一,它與前兩種算法的不同之處在于,它為每個程序配置設定相等的時間片,以輪轉的方式來執行程序。當一個時間片用完後,作業系統會把程序從目前處理器移開,放到隊列的隊尾,然後排程下一個程序。RR算法的優點在于能夠防止饑餓現象。其缺點是必須經常進行上下文切換,增加了作業系統的開銷。

Linux排程系統

RR

結論

在計算機作業系統中,排程系統是一個至關重要的元件,它決定了哪個程序可以通路處理器,以及程序通路處理器的時間。Linux作業系統中提供了三種主要的排程

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