基本介紹
- 中文名：作業周期控制
- 外文名：Job cycle control
- 學科：計算機
- 定義：作業提交到結束這段時間的控制
- 影響因素：作業優先權、系統資源
- 領域：作業系統
簡介,作業調度,調度算法,
簡介
在作業系統，作業控制一般分為在線上作業控制和脫機作業控制，作業周期控制是對脫機作業控制中作業周期進行控制。脫機作業控制，用戶把他對作業運行的控制意圖，連同源程式和運算元據，甚至包括發生故障時的處理手段一起輸入到系統中，由系統根據其意圖來控制整個作業的運行。
相應地，系統將作業的生命周期分為四個階段：進入階段、調度階段、運行階段撤離階段，對應地，作業也有進入、後備、運行和撤離四個狀態。分別有四個進程建議控制，從作業進入系統起，其狀態的轉變及其過程都由系統加以控制，用戶與操作員均無需干預。在作業的生命周期四個階段中，作業周期控制主要作用在調度階段，這影響到一個作業要多長時間才能完成。因此，作業周期控制與作業調度密切相關。
作業調度
作業調度的主要功能是根據作業控制塊中的信息，審查系統能否滿足用戶作業的資源需求，以及按照一定的算法，從外存的後備佇列中選取某些作業調入記憶體，並為它們創建進程、分配必要的資源。然後再將新創建的進程插入就緒佇列，準備執行。因此，有時也把作業調度稱為接納調度(Admission Scheduling)。
對用戶而言，總希望自己作業的周轉時間儘可能的少，最好周轉時間就等於作業的執行時間。然而對系統來說，則希望作業的平均周轉時間儘可能少，有利於提高 CPU 的利用率和系統的吞吐量。為此，每個系統在選擇作業調度算法時，既應考慮用戶的要求，又能確保系統具有較高的效率。在每次執行作業調度時，都須做出以下兩個決定。1) 決定接納多少個作業：作業調度每次要接納多少個作業進入記憶體， 取決於多道程式度(Degree of Multiprogramming)，即允許多少個作業同時在記憶體中運行。2) 決定接納哪些作業：應將哪些作業從外存調入記憶體，這將取決於所採用的調度算法。
調度算法
先來先服務
先來先服務（FCFS, First Come First Serve）是最簡單的調度算法，按先後順序進行調度。
定義：按照作業提交或進程變為就緒狀態的先後次序，分派CPU；當前作業或進程占用CPU，直到執行完或阻塞，才出讓CPU（非搶占方式）。在作業或進程喚醒後（如I/O完成），並不立即恢復執行，通常等到當前作業或進程出讓CPU。適用場景：比較有利於長作業，而不利於短作業。有利於CPU繁忙的作業，而不利於I/O繁忙的作業。
輪轉法
輪轉法(Round Robin)是讓每個進程在就緒佇列中的等待時間與享受服務的時間成正比例。定義：將系統中所有的就緒進程按照FCFS原則，排成一個佇列。每次調度時將CPU分派給隊首進程，讓其執行一個時間片。時間片的長度從幾個ms到幾百ms。在一個時間片結束時，發生時鐘中斷。調度程式據此暫停當前進程的執行，將其送到就緒佇列的末尾，並通過上下文切換執行當前的隊首進程。進程可以未使用完一個時間片，就出讓CPU（如阻塞）。時間片長度變化的影響：
過長－>退化為FCFS算法，進程在一個時間片內都執行完，回響時間長。
過短－>用戶的一次請求需要多個時間片才能處理完，上下文切換次數增加，回響時間長。
對回響時間的要求：T(回響時間)=N(進程數目)*q(時間片)
就緒進程的數目：數目越多，時間片越小
系統的處理能力：應當使用戶輸入通常在一個時間片內能處理完，否則使回響時間，平均周轉時間和平均帶權周轉時間延長。
多級反饋佇列
多級反饋佇列算法(Round Robin with Multiple Feedback)是輪轉算法和優先權算法的綜合和發展。定義：設定多個就緒佇列，分別賦予不同的優先權，如逐級降低，佇列1的優先權最高。每個佇列執行時間片的長度也不同，規定優先權越低則時間片越長，如逐級加倍。新進程進入記憶體後，先投入佇列1的末尾，按FCFS算法調度；若按佇列1一個時間片未能執行完，則降低投入到佇列2的末尾，同樣按FCFS算法調度；如此下去，降低到最後的佇列，則按“時間片輪轉”算法調度直到完成。僅當較高優先權的佇列為空，才調度較低優先權的佇列中的進程執行。如果進程執行時有新進程進入較高優先權的佇列，則搶先執行新進程，並把被搶先的進程投入原佇列的末尾。
