進程調度

進程調度

進程調度是低階調度，負責在多個就緒進程中選擇一個進程，分配CPU，使其得以運作。其目標是有效利用CPU並滿足系統的效能需求。

進程調度的主要功能

選擇進程：

• 從就緒佇列中挑選一個最適合目前運行的進程，將CPU分配給它。

管理CPU的分配：

• 動態調整CPU分配策略，使CPU資源在進程間合理共享。

儲存與復原行程上下文：

• 在切換CPU控制權時，儲存目前進程的運作狀態（上下文）；
• 恢復被調度進程的運作狀態，使其能繼續運作。

公平性與優先控制：

• 確保所有進程能公平競爭CPU；
• 依優先權、緊急程度等調度策略合理分配CPU。

支援多種調度演算法：

• 支援先來先服務（FCFS）、時間片輪轉、高反應比優先（HRRF）等多種演算法，以適應不同的系統需求。

進程調度的時機

進程調度通常在以下幾種情況下觸發：

進程運行結束：

• 目前進程執行完畢，CPU空閒，需要調度一個新的進程運行。

行程進入阻塞狀態：

• 目前進程因I/O請求、等待資源等原因無法繼續執行，從運行狀態切換到阻塞狀態，調度其他進程運行。

時間片用完（分時系統中）：

• 目前進程的時間片耗盡，觸發進程切換，將CPU分配給下一個進程。

優先權搶佔：

• 在搶佔式調度中，當更高優先權的程序進入就緒佇列時，目前運行程序會中斷，CPU被指派給高優先權行程。

進程從阻塞狀態變成就緒狀態：

• 阻塞進程等待的事件完成後，會重新進入就緒狀態，可能會觸發新的進程調度。

系統呼叫完成後回傳：

• 系統呼叫或其他系統任務完成後，可能需要重新調度使用者程序。