2.2_5 调度算法

文章目录

2.2_5 调度算法
一、适用于早期的批处理系统
- （一）先来先服务（FCFS，First Come First Serve）
- （二）短作业优先（SJF，Shortest Job First）
- （三）高响应比优先（HRRN，Highest Response Ratio Next）
总结
二、适用于交互式系统
- （一）时间片轮转（RR，Round-Robin）
- （二）优先级调度算法
- （三）多级反馈队列调度算法
总结
三、多级队列调度算法

2.2_5 调度算法

注意：各种调度算法的学习思路如下。

1.算法思想

2.算法规则

3.这种调度算法是用于作业调度还是进程调度？

4.抢占式 or 非抢占式？

5.优点 or 缺点？

6.是否会导致饥饿

饥饿：指某进程/作业长期得不到服务。

一、适用于早期的批处理系统

（一）先来先服务（FCFS，First Come First Serve）

FCFS

1.算法思想

主要从“公平”的角度考虑。（类似于我们生活中排队买东西的例子）

2.算法规则

按照作业/进程到达的先后顺序进行服务

3.用于作业/进程调度

用于作业调度时，考虑的是哪个作业先到达后备队列；用于进程调度时，考虑的是哪个进程先到达就绪队列。

4.是否可抢占？

非抢占式的算法

5.优缺点

优点：公平、算法实现简单

缺点：排在长作业（进程）后面的短作业需要等待很长时间，带权周转时间很大，对短作业来说用户体验不好。即，FCFS算法对长作业有利，对短作业不利。

6.是否会导致饥饿

不会。

例子

各进程到达就绪队列的时间、需要的运行时间如下表所示。使用先来先服务调度算法，计算各进程的等待时间、平均等待时间、周转时间、平均周转时间、带权周转时间、平均带权周转时间。

进程	到达时间	运行时间
P1	0	7
P2	2	4
P3	4	1
P4	5	4

先来先服务算法：按照到达的先后顺序调度，事实上就是等待时间越久的越优先得到服务。

因此，调度顺序为：P1 —> P2 —> P3 —> P4。

答：

1.周转时间 = 完成时间 - 到达时间

P1=7-0=7；P2=11-2=9；P3=12-4=8；P4=16-5=11

2.带权周转时间 = 周转时间 / 运行时间

P1=7/7=1；P2=9/4=2.25；P3=8/1=8；P4=11/4=2.75

注意：带权周转时间就是周转时间是实际运行时间的多少倍。而P3这个进程的带权周转时间是8，也就意味着P3这个用户的体验其实是非常糟糕的。

3.等待时间 = 周转时间 - 运行时间

注：对本题而言，可以这样计算等待时间。原因在于，本题中的进程都是纯计算型（即：只需要CPU）的进程，一个进程到达后要么在等待、要么在运行。如果是又有计算、又有I/O操作的进程，其等待时间就是周转时间 - 运行时间 - I/O操作的时间。

P1=7-7=0；P2=9-4=5；P3=8-1=7；P4=11-4=7

4.平均周转时间 = (7+9+8+11) / 4 = 8.75

5.平均带权周转时间 = (1+2.25+8+2.75) / 4 = 3.5

6.平均等待时间 = (0+5+7+7) / 4 = 4.75

（二）短作业优先（SJF，Shortest Job First）

SJF

1.算法思想

追求最少的平均等待时间，最少的平均周转时间，最少的平均带权周转时间。

2.算法规则

最短的作业/进程优先得到服务（所谓“最短”，是指要求服务时间最短）

3.用于作业/进程调度

既可用于作业调度，也可用于进程调度。

但用于进程调度时，名称要换一下，称为“短进程优先（SPF，Shortest Process First）算法”。

4.是否可抢占？

SJF和SPF是非抢占式的算法。

但是也有抢占式的版本——最短剩余时间优先算法（SRTN，Shortest Remaining Time Next）。

5.优缺点

优点：“最短的”平均等待时间、平均周转时间

缺点：不公平。对短作业有利，对长作业不利。可能产生饥饿现象。另外，作业/进程的运行时间是由用户提供的，并不一定真实，不一定能做到真正的短作业优先。

6.是否会导致饥饿

会。如果源源不断地有短作业/进程到来，可能使长作业/进程长时间得不到服务，产生“饥饿”现象。如果一直得不到服务，则称为“饿死”。

例子1

各进程到达就绪队列的时间、需要的运行时间如下表所示。使用非抢占式的短作业优先调度算法，计算各进程的等待时间、平均等待时间、周转时间、平均周转时间、带权周转时间、平均带权周转时间。

注：严格来说，用于进程调度，它的算法名称应该叫做“短进程优先调度算法（SPF）”，不用在意这个细节，算法本质都是一样的。

进程	到达时间	运行时间
P1	0	7
P2	2	4
P3	4	1
P4	5	4

短作业/进程优先调度算法：每次调度时选择当前已到达且运行时间最短的作业/进程。

因此，调度顺序为：P1 —> P3 —> P2 —> P4。

答：

1.周转时间 = 完成时间 - 到达时间

P1=7-0=7；P3=8-4=4；P2=12-2=10；P4=16-5=11

2.带权周转时间 = 周转时间 / 运行时间

P1=7/7=1；P3=4/1=4；P2=10/4=2.5；P4=11/4=2.75

3.等待时间 = 周转时间 - 运行时间

P1=7-7=0；P3=4-1=3；P2=10-4=6；P4=11-4=7

4.平均周转时间 = (7+4+10+11) / 4 = 8

5.平均带权周转时间 = (1+4+2.5+2.75) / 4 = 2.56

6.平均等待时间 = (0+3+6+7) / 4 = 4

注意：对比FCFS算法的结果，显然SPF算法的平均等待/周转/带权周转时间都要更低。

例子2

各进程到达就绪队列的时间、需要的运行时间如下表所示。使用抢占式的短作业优先调度算法，计算各进程的等待时间、平均等待时间、周转时间、平均周转时间、带权周转时间、平均带权周转时间。

注：抢占式的短作业优先算法又称“最短剩余时间优先算法”（SRTN）

进程	到达时间	运行时间
P1	0	7
P2	2	4
P3	4	1
P4	5	4

最短剩余时间优先算法：每当有进程加入就绪队列改变时就需要调度，如果新到达的进程剩余时间比当前运行的进程剩余时间更短，则由新进程抢占处理机，当前运行进程重新回到就绪队列。另外，当一个进程完成时也需要调度（即：一个进程主动放弃处理机的时候）。

需要注意的是，当有新进程到达时就绪队列就会改变，就要按照上述规则进行检查。

以下Pn(m)表示当前Pn进程剩余时间为m。各个时刻的情况如下：

0时刻（P1到达）：P1(7)

2时刻（P2到达）：P1(5)、P2(4)

4时刻（P3到达）：P1(5)、P2(2)、P3(1)

5时刻（P3完成且P4刚好到达）：P1(5)、P2(2)、P4(4)

7时刻（P2完成）：P1(5)、P4(4)

11时刻（P4完成）：P1(5)

答：

1.周转时间 = 完成时间 - 到达时间

P1=16-0=16；P2=7-2=5；P3=5-4=1；P4=11-5=6

2.带权周转时间 = 周转时间 / 运行时间

P1=16/7=2.28；P2=5/4=1.25；P3=1/1=1；P4=6/4=1.5

3.等待时间 = 周转时间 - 运行时间

P1=16-7=9；P2=5-4=1；P3=1-1=0；P4=6-4=2

4.平均周转时间 = (16+5+1+6)/4 = 7

5.平均带权周转时间 = (2.28+1.25+1+1.5)/4 = 1.50

6.平均等待时间 = (9+1+0+2)/4 = 3

注意：对比非抢占式的短作业优先算法，显然抢占式的这几个指标又要更低

对于“短作业优先”，注意几个小细节：

1.如果题目中未特别说明，所提到的“短作业/进程优先算法”默认是非抢占式的。

2.很多书上都会说“SJF调度算法的平均等待时间、平均周转时间最少”。

严格来说，这个表述是错误的、不严谨的。之前的例子已经表明，最短剩余时间优先算法得到的平均等待时间、平均周转时间还要更少。

因此，严谨来说，应该说“抢占式的短作业/进程优先调度算法（最短剩余时间算法，SRNT算法）的平均等待时间、平均周转时间最少”。

或者加上前提条件（从而削弱抢占式的优势），说：“在所有进程同时可运行时（或：在所有进程都几乎同时到达时），采用SJF调度算法的平均等待时间、平均周转时间最少”。

3.虽然严格来说，SJF的平均等待时间、平均周转时间并不一定最少，但相比于其他算法，SJF依然可以获得较少的平均等待时间、平均周转时间。

4.如果选择题中遇到“SJF算法的平均等待时间、平均周转时间最少”的选项，那最好先判断其他选项是不是有很明显的错误，灵活做出判断。

（三）高响应比优先（HRRN，Highest Response Ratio Next）

对FCFS和SJF两种算法的思考：

1.FCFS算法是在每次调度的时候选择一个等待时间最长的作业（进程）为其服务。但是没有考虑到作业的运行时间，因此导致了对短作业不友好的问题。

2.SJF算法是选择一个执行时间最短的作业为其服务。但是又完全不考虑各个作业的等待时间，因此导致了对长作业不友好的问题，甚至还会造成饥饿问题。

那么，能不能设计一个算法，既考虑到各个作业的等待时间，也能兼顾运行时间呢？——高响应比优先算法。

1.算法思想

要综合考虑作业/进程的等待时间和要求服务的时间。

2.算法规则

在每次调度时先计算各个作业/进程的响应比，选择响应比最高的作业/进程为其服务。
$响应比=\frac{等待时间+要求服务时间}{要求服务时间}$

注：由公式可见，响应比≥1。

3.用于作业/进程调度

既可以用于作业调度，也可用于进程调度。

4.是否可抢占？

非抢占式的算法。因此只有当前运行的作业/进程主动放弃处理机时，才需要调度，才需要计算响应比。

5.优缺点

综合考虑了等待时间和运行时间（要求服务时间）。

等待时间相同时，要求服务时间短的优先（SJF的优点）。

要求服务时间相同时，等待时间长的优先（FCFS的优点）。

对于长作业来说，随着等待时间越来越久，其响应比也会越来越大，从而避免了长作业饥饿的问题。

6.是否会导致饥饿

不会。

例子

各进程到达就绪队列的时间、需要的运行时间如下表所示。使用高响应比优先调度算法，计算各进程的等待时间、平均等待时间、周转时间、平均周转时间、带权周转时间、平均带权周转时间。

进程	到达时间	运行时间
P1	0	7
P2	2	4
P3	4	1
P4	5	4

高响应比优先算法：非抢占式的调度算法，只有当前运行的进程主动放弃CPU时（正常/异常完成，或主动阻塞），才需要进行调度，调度时计算所有就绪进程的响应比，选响应比最高的进程上处理机。
$响应比=\frac{等待时间+要求服务时间}{要求服务时间}$

答：

0时刻：只有P1到达就绪队列，P1上处理机

7时刻（P1主动放弃CPU）：就绪队列中有P2(响应比=(5+4)/4=2.25)、P3((3+1)/1=4)、P4((2+4)/4=1.5)

注意：从严格的计算结果来比较，没问题。但也可以从公式理解的方面去考虑，而不必计算出具体结果。如，在7时刻想要比较P2和P4的响应比，应该注意到，P2和P4要求服务的时间一样，但P2此时等待时间长，因此必然是P2的响应比更大。

8时刻（P3完成）：P2(2.5)、 P4(1.75)

12时刻（P2完成）：就绪队列中只剩下P4

总结

注意：这几种算法主要关心对用户的公平性、平均周转时间、平均等待时间等评价系统整体性能的指标，但是不关心“响应时间”，也并不区分任务的紧急程度，因此对用户来说，交互性很糟糕。因此这三种算法一般适合用于早期的批处理系统。当然，FCFS算法也常结合其他的算法使用，在现在也扮演着很重要的角色。

早期的计算机CPU也比较昂贵，因此主要注重的是系统整体性能表现，并不注重用户感受，也是情有可原的。

而适合用于交互式系统的调度算法将在后面介绍。

二、适用于交互式系统

（一）时间片轮转（RR，Round-Robin）

1.算法思想

公平地、轮流地为各个进程服务，让每个进程在一定时间间隔内都可以得到响应。

其实是伴随着分时操作系统出现的一种思想。

2.算法规则

按照各进程到达就绪队列的顺序，轮流让各个进程执行一个时间片（如100ms）。若进程未在一个时间片内执行完，则剥夺处理机，将进程重新放到就绪队列队尾重新排队。

时间片的长短，具体看系统，有的系统长、有的系统短，甚至有的系统的时间片长短是动态调整的。

3.用于作业/进程调度

用于进程调度。

因为所谓“时间片”，指的是处理机的时间片，而一个作业只有被放入内存并建立相关PCB后，只有作为进程，它才有可能被分配处理机的时间片。

4.是否可抢占

若进程未能在时间片内运行完，将被强行剥夺处理机使用权，因此时间片轮转调度算法属于抢占式的算法。由时钟装置发出时钟中断来通知CPU时间片已到。

5.优缺点

优点：公平；响应快，适用于分时操作系统。

缺点：由于高频率的进程切换，因此有一定开销；不区分任务的紧急程度。

6.是否会导致饥饿

不会。

7.补充

时间片太大或太小，分别会造成影响。时间片太大，会使进程响应时间过长；时间片太小，会使进程切换的开销占比过大。

例子

各进程到达就绪队列的时间、需要的运行时间如下表所示。使用时间片轮转调度算法，分析时间片大小分别是2、5时的进程运行情况。

注意：“时间片轮转”常用于分时操作系统，更注重“响应时间”，因而此处不计算周转时间等指标。

进程	到达时间	运行时间
P1	0	5
P2	2	4
P3	4	1
P4	5	6

答1：

时间片大小为2时。

注：以下括号内表示当前时刻就绪队列中的进程，以及进程的剩余时间。用箭头表示队列，左边是队头、右边是队尾

0时刻（P1(5)）：0时刻只有P1到达就绪队列，让P1上处理机运行一个时间片。

2时刻（P2(4) —> P1(3)）：2时刻P2到达就绪队列，P1运行完一个时间片，被剥夺处理机，重新放到队尾。

此时P2排在队头，因此让P2上处理机。

注意：2时刻，P1下处理机，同一时刻新进程P2到达，如果在题目中遇到这种情况，默认新到达的进程先进入就绪队列。

4时刻（P1(3) —> P3(1) —> P2(2)）：4时刻，P3到达，先插到就绪队尾，紧接着，P2下处理机也插到队尾。

5时刻（P3(1) —> P2(2) —> P4(6)）：5时刻，P4到达插到就绪队尾（注意：由于P1的时间片还没用完，因此暂时不调度。另外，此时P1处于运行态，并不在就绪队列中）

说明：

1.之所以讨论5时刻时的情况，是因为在这一时刻，P4进程到达了。

2.但是在5时刻，P1只运行了1单位的时间，时间片还没有用完。因此P1还处于执行状态，并不会被剥夺处理机，因此P1并不会出现在就绪队列当中。

3.接下来P1会把自己的时间片执行完，即6时刻的时候，再继续讨论。

6时刻（P3(1) —> P2(2) —> P4(6) —> P1(1)）：6时刻，P1时间片用完，下处理机，重新放回就绪队尾，发生调度。

7时刻（P2(2) —> P4(6) —> P1(1)）：虽然P3的时间片没用完，但是由于P3只需运行1个单位的时间，运行完了会主动放弃处理机，因此也会发生调度。队头进程P2上处理机。

注意：虽然时间片大小为2，但如果进程本身只需运行1个单位的时间（如进程P3），同样也会发生调度。只不过此时不是P3被剥夺处理机，而是P3进程主动放弃处理机。

9时刻（P4(6) —> P1(1)）：进程P2时间片用完，并刚好运行完，发生调度，P4上处理机。

11时刻（P1(1) —> P4(4)）：P4时间片用完，重新回到就绪队列。P1上处理机。

12时刻（P4(4)）：P1运行完，主动放弃处理机，此时就绪队列中只剩P4，P4上处理机。

14时刻（）：就绪队列为空，因此让P4紧接着运行一个时间片。

16时刻：所有进程运行结束。

答2：

时间片大小为5时。

0时刻（P1(5) ）：只有P1到达，P1上处理机。

2时刻（P2(4)）：P2到达，但P1时间片尚未结束，因此暂不调度 。

4时刻（P2(4) —> P3(1)）：P3到达，但P1时间片尚未结束，因此暂不调度。

5时刻（ P2(4) —> P3(1) —> P4(6) ）：P4到达，同时，P1运行结束。发生调度，P2上处理机。

9时刻（ P3(1) —> P4(6) ）：P2运行结束，虽然时间片没用完，但是会主动放弃处理机。发生调度。

10时刻（ P4(6) ）：P3运行结束，虽然时间片没用完，但是会主动放弃处理机。发生调度。

15时刻（）：P4时间片用完，但就绪队列为空，因此会让P4继续执行一个时间片。

16时刻（）：P4运行完，主动放弃处理机。所有进程运行完。

此时，分析——若按照先来先服务调度算法：

会发现，它的执行过程，与时间片大小为5的时间片轮转调度算法是类似的。

结论：如果时间片太大，使得每个进程都可以在一个时间片内就完成，则时间片轮转调度算法退化为先来先服务调度算法，并且会增大进程响应时间。因此时间片不能太大。

另一方面，进程调度、切换是有代价的（保存、恢复运行环境），因此如果时间片太小，会导致进程切换过于频繁，系统会花大量的时间来处理进程切换，从而导致实际用于进程执行的时间比例减少。可见，时间片也不能太小。

说明1：什么叫“增大进程响应时间”？

答：比如，系统中有10个进程在并发执行，如果时间片为1秒，则一个进程被响应可能需要等9秒。也就是说，如果用户在自己进程的时间片外通过键盘发出调试命令，可能需要等待9秒才能被系统响应。而如果时间片为10ms，则一个进程被响应可能需要等90ms。

说明2：如何定义“时间片太小”？

答：一般来说，设计时间片时要让切换进程的开销占比不超过1%。

（二）优先级调度算法

1.算法思想

随着计算机的发展，特别是实时操作系统的出现，越来越多的应用场景需要根据任务的紧急程度来决定处理顺序。

2.算法规则

每个作业/进程有各自的优先级，调度时选择优先级最高的作业/进程。

3.用于作业/进程调度

既可用于作业调度，也可用于进程调度。甚至，还会用于在之后学习的I/O调度中。

4.是否可抢占

抢占式、非抢占式都有。

区别在于：非抢占式只需在进程主动放弃处理机时进行调度既可；而抢占式还需在就绪队列发生变化时，检查是否会发生抢占。

5.优缺点

优点：用优先级区分紧急程度、重要程度，适用于实时操作系统。可灵活地调整对各种作业/进程的偏好程度。

缺点：若源源不断地有高优先级进程到来，则可能导致饥饿。

6.是否会导致饥饿

会。

例子1

各进程到达就绪队列的时间、需要的运行时间、进程优先数如下表所示。使用非抢占式的优先级调度算法，分析进程运行情况。（注：优先数越大，优先级越高）

说明：有的题目当中，也可能规定为——优先数越小，优先级越高。所以对于优先数的概念，要具体读题目条件。

进程	到达时间	运行时间	优先数
P1	0	7	1
P2	2	4	2
P3	4	1	3
P4	5	4	2

答：

注：以下括号内表示当前处于就绪队列的进程

0时刻（P1）：只有P1到达，P1上处理机。

7时刻（P2、P3、P4）：P1运行完成主动放弃处理机，其余进程都已到达，P3优先级最高，P3上处理机。

8时刻（P2、P4）：P3完成，P2、P4优先级相同，由于P2先到达，因此P2优先上处理机。

12时刻（P4）：P2完成，就绪队列只剩P4，P4上处理机。

16时刻（）：P4完成，所有进程都结束。

例子2

各进程到达就绪队列的时间、需要的运行时间、进程优先数如下表所示。使用抢占式的优先级调度算法，分析进程运行情况。（注：优先数越大，优先级越高）

进程	到达时间	运行时间	优先数
P1	0	7	1
P2	2	4	2
P3	4	1	3
P4	5	4	2

注意，抢占式的优先级调度算法：每次调度时选择当前已到达且优先级最高的进程。当前进程主动放弃处理机时发生调度。另外，当就绪队列发生改变时也需要检查是否会发生抢占。

注：以下括号内表示当前处于就绪队列的进程

0时刻（P1）：只有P1到达，P1上处理机。

2时刻（P2）：P2到达就绪队列，优先级比P1更高，发生抢占。P1回到就绪队列，P2上处理机。

4时刻（P1、P3）：P3到达，优先级比P2更高，P2回到就绪队列，P3抢占处理机。

5时刻（P1、P2、P4）：P3完成，主动释放处理机，同时，P4也到达，由于P2比P4更先进入就绪队列，因此选择P2上处理机。

7时刻（P1、P4）：P2完成，就绪队列只剩P1、P4，P4上处理机。

11时刻（P1 ）：P4完成，P1上处理机。

16时刻（）：P1完成，所有进程均完成。

补充：

就绪队列未必只有一个，可以按照不同优先级来组织。

另外，也可以把优先级高的进程排在更靠近队头的位置。

根据优先级是否可以动态改变，可将优先级分为静态优先级和动态优先级两种。

静态优先级：创建进程时确定，之后一直不变。

动态优先级：创建进程时有一个初始值，之后会根据情况动态地调整优先级。

问题1：如何合理地设置各类进程的优先级？

通常的原则：

1.系统进程优先级高于用户进程

2.前台进程优先级高于后台进程

3.操作系统更偏好I/O型进程（或称I/O繁忙型进程）

说明：与I/O型进程相对的是计算型进程（或称CPU繁忙型进程）。

说明：为什么偏好I/O型进程？——已知I/O设备和CPU可以并行工作。如果优先让I/O繁忙型进程优先运行的话，则越有可能让I/O设备尽早地投入工作，则资源利用率、系统吞吐量都会得到提升。

问题2：如果采用的是动态优先级，什么时候应该调整？

可以从追求公平、提升资源利用率等角度考虑。

如果某进程在就绪队列中等待了很长时间，则可以适当提升其优先级。

如果某进程占用处理机运行了很长时间，则可适当降低其优先级。

如果发现一个进程频繁地进行I/O操作，则可适当提升其优先级。

（有点类似于“高响应比优先”算法中的响应比的概念。可以理解为，“响应比”就是一种“动态优先级”。）

（三）多级反馈队列调度算法

思考：

FCFS算法的优点是公平；

SJF算法的优点是能尽快处理完短作业，平均等待/周转时间等参数很优秀；

时间片轮转调度算法可以让各个进程得到及时的响应；

优先级调度算法可以灵活地调整各种进程被服务的机会。

那么，能否对这些算法做个折中权衡，得到一个综合表现优秀平衡的算法呢？——多级反馈队列调度算法。

1.算法思想

对其他调度算法的折中权衡。

2.算法规则

1）设置多级就绪队列，各级队列优先级从高到低，时间片从小到大。

2）新进程到达时先进入第1级队列，按FCFS原则排队等待被分配时间片，若用完时间片进程还未结束，则进程进入下一级队列队尾。如果此时已经是在最下级的队列，则重新放回该队列队尾。

3）只有第k级队列为空时，才会为k+1级队头的进程分配时间片。

3.用于作业/进程调度

用于进程调度。

4.是否可抢占

抢占式的算法。在k级队列的进程运行过程中，若更上级的队列（1~k-1级）中进入了一个新进程，则由于新进程处于优先级更高的队列中，因此新进程会抢占处理机，原来运行的进程放回k级队列队尾。

注：在实现的过程中，其实是可以将其实现为非抢占式的版本，但以教材上为准，认为它是一个抢占式的算法。

5.优缺点

对各类进程相对公平（FCFS的优点）；

每个新到达的进程都可以很快就得到响应（RR的优点）；

短进程只用较少的时间就可以完成（SPF的优点）；

不必实现估计进程的运行时间（避免用户作假）；

可灵活地调整对各类进程的偏好程度，比如CPU密集型进程、I/O密集型进程（说明：可将因I/O而阻塞的进程重新放回原队列，这样I/O型进程就可以保持较高优先级）。

6.是否会导致饥饿

会。

例子

各进程到达就绪队列的时间、需要的运行时间如下表所示。使用多级反馈队列调度算法，分析进程运行的过程。

进程	到达时间	运行时间
P1	0	8
P2	1	4
P3	5	1

答：

设置多级就绪队列，各级队列优先级从高到低，时间片从小到大。

新进程到达时先进入1级队列，按FCFS原则排队等待被分配时间片。若用完时间片进程还未结束，则进程进入下一级队列队尾。如果此时已经在最下级的队列，则重新放回最下级队列队尾。

只有第k级队列为空时，才会为k+1级队头的进程分配时间片。

被抢占处理机的进程重新放回原队列队尾。

例子

如图，0时刻P1到达，进入第1级队列队尾。P1上处理机运行1个单位的时间（因为第1级队列的时间片就是1）。之后，由于P1进程还未运行完，因此P1进入第2级队列队尾。

此时为1时刻，因此P2同时会到达。此时，由于更高级别（即：第1级）的队列中还有进程没处理完，因此暂时不会处理更低级别（即：第2级）的队列。

因此，1时刻会选择P2上处理机运行。同样地，P2运行的时间片大小为1个单位时间。此外，P2运行后，会被放到下一级队列的队尾。

在2时刻，由于第1级队列为空了（更高级的队列为空），所以会对第2级队列进行调度（才会对更低级的队列进行调度）。

因此，此时选择第2级队列队头的进程上处理机运行一个时间片，即P1进程上处理机运行2个单位的时间。

同理，P1执行完一个时间片后，P1进程还没运行结束，因此会被放到第3级队列中。

此时，先处理较高级别队列中的进程，因此会让P2上处理机运行。

需要注意的是，在P2还未执行满一个时间片的时刻5的时候，此时进程P3到达，P3进入第1级队列。

由于此时有更高优先级的进程到达，所以会发生抢占处理机的情况，所以此时P2进程会被剥夺处理机，但是P2并不是放到下一级队列，而是放回原级队列的队尾。

5时刻，P3抢占地上处理机运行。运行完1个单位的时间之后，刚好进程P3也运行完毕，所以P3执行完成后就可以调出内存了。

6时刻，又是P2继续运行。由于在这之前P2已经总共运行了2个单位的时间（在第1级队列中运行了一个时间片 + 在第2级队列中运行了半个时间片时被剥夺），所以在这次，P2上处理机运行完一个时间片后，就可以运行完毕，调出内存了。

8时刻，让进程P1上处理机运行（注：P1在这之前，已运行了共计3个单位的时间）一个时间片，即运行了4个单位的时间。由于P1进程还没有运行完，因此按理说应该往更低1级的队列去放入，但此时已经没有更低级别的队列了，P1也已经没办法再往下放了，因此它只会被重新放回最低级队列的队尾，再次等待被调度。

12时刻，P1被调度，运行1个单位的时间后，P1完成，并调出内存。

总结

注：比起早期的批处理操作系统来说，由于计算机造价大幅降低，因此之后出现的交互式操作系统（包括分时操作系统、实时操作系统等）更注重系统的响应时间、公平性、平衡性等指标。而这几种算法恰好也能较好地满足交互式系统的需求。因此这三种算法适合用于交互式系统。（比如UNIX使用的就是多级反馈队列调度算法）

三、多级队列调度算法

系统中按进程类型设置多个队列，进程创建成功后插入某个队列。

注：最上面那个队列优先级最高，往下依次降低。

说明：为什么图中这样设置各个进程的优先级。

首先，系统进程的优先级最高，这无可厚非。

另外，交互式进程需要得到比较及时的响应和反馈（如打游戏、打字的时候，你当然希望你的键盘/鼠标点下去之后就立即得到一个反馈），因此显然需要被赋予更高的优先级，这样才能更快地响应用户的请求。

最后，批处理进程的优先级较低，这个就很好理解了，例如模型训练、视频渲染，这种进程的优先级稍设置的低一些，对用户的体验来说也并没有那么糟糕。

问题1：每次调度应该选中哪个队列？

队列之间可采取固定优先级，或时间片划分。

1.固定优先级：高优先级空时，低优先级进程才能被调度。