在备考系统架构设计师的征程中,操作系统调度算法是一个重要的知识点。特别是在考前两周的冲刺阶段,对 FCFS(先来先服务)、SJF(短作业优先)、HRRN(高响应比优先)调度算法的优缺点进行表格化梳理,以及总结 CPU 密集型与 IO 密集型任务的调度策略,显得尤为关键。
一、FCFS 调度算法
FCFS 是一种简单直观的调度算法,按照进程到达的先后顺序进行服务。
优点:
- 实现简单,易于理解和编程。
- 对长作业有利,不会出现饥饿现象。
缺点:
- 平均等待时间较长,对短作业不利。
- 不能及时响应紧急作业。
学习方法:通过简单的案例模拟,计算不同进程的等待时间和周转时间,直观感受其特点。
二、SJF 调度算法
SJF 选择预计运行时间最短的进程优先执行。
优点:
- 平均等待时间和周转时间较短,效率高。
缺点:
- 不能保证紧迫作业的及时处理。
- 可能导致长作业长时间得不到服务,产生饥饿现象。
学习要点:理解其贪心策略的本质,通过对比不同进程组合的执行顺序来掌握。
三、HRRN 调度算法
HRRN 结合了等待时间和服务时间,计算响应比来决定进程的执行顺序。
优点:
- 综合考虑了等待时间和服务时间,相对公平。
- 对短作业和长作业都有一定的兼顾。
缺点:
- 计算响应比增加了系统的开销。
学习建议:重点掌握响应比的计算公式,并通过实际例子分析不同进程的调度情况。
四、CPU 密集型与 IO 密集型任务的调度策略
CPU 密集型任务:这类任务主要消耗 CPU 资源,需要频繁进行计算。
调度策略:
- 可以采用短时间片轮转的方式,让多个 CPU 密集型任务能够快速切换执行,提高 CPU 利用率。
- 优先调度预计运行时间短的 CPU 密集型任务,减少平均等待时间。
IO 密集型任务:这类任务主要涉及大量的输入输出操作。
调度策略:
- 给予较高的优先级,以减少 IO 等待时间。
- 当 IO 操作完成时,及时调度该任务继续执行后续操作。
在备考过程中,可以通过做大量的练习题来巩固对这些调度算法和策略的理解和应用。同时,自己动手绘制流程图或者编写简单的模拟程序,也有助于加深记忆。
总之,熟练掌握操作系统调度算法及其相关策略,对于通过系统架构设计师考试至关重要。希望同学们在考前两周的冲刺阶段,能够重点突破这一知识点,为考试做好充分准备。
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