概念
三级调度
处理机调度
对处理机进行分配，即从就绪队列中按照算法选择进程交于处理机运行，实现进程并发
（不支持内核级线程的操作系统，调度程序的处理对象是进程）
（支持内核级线程的操作系统，调度程序的处理对象是内核线程）
高级调度（作业调度）
定义：内存不够时，按算法从外存的作业队列中挑选一个作业调入内存，并创建进程
频率：发生频率最低
特点：外存→内存（面向作业）
中级调度（内存调度）
定义：
1）内存不够时，将某些进程的数据调去外存。等内存空闲或者进程需要运行时，按算法从挂起队列中选择进程重新调入内存
2）暂时调到外存等待的进程状态为挂起状态。被挂起的进程 PCB 会被组织成挂起队列。
频率：中等
特点：外存→内存（面向进程）
低级调度（进程调度）
定义：在内存中的按算法从就绪队列中选取一个进程，将处理机分配给它
频率：发生频率高
特点：内存→CPU
七状态模型
挂起：挂起状态将进程调到外存，而阻塞态与就绪态还在内存中
指标
利用率
衡量 CPU 的利用程度
$ CPU利用率=frac{忙碌时间}{总时间} $
吞吐量
衡量 CUP 完成作业量
$ 系统吞吐量=frac{总作业量}{总时间} $
周转时间
衡量作业从提交到完成的时间
$ 作业周转时间=作业完成时间-作业提交时间 $
$ 平均作业周转时间=frac{各作业周转时间之和}{作业数} $
$ 带权周转时间=frac{作业周转时间}{作业时机运行时间} $（必然>=1，越趋近于 1 越好）
$ 平均带权周转时间=frac{各带权周转时间之和}{作业数} $
等待时间
进程：指进程建立后等待被服务的时间之和（等待 IO 操作期间也是被服务的，不计入等待时间）
作业：除建立进程的等待时间外，还要加上作业在外存后备队列中等待的时间
响应时间
从用户提交请求到首次产生响应所用的时间
闲逛进程
没有其他就绪进程时，运行闲逛进程
闲逛进程特性：
1）优先级最低
2）可以是 0 地址指令，占一个完整的指令周期
3）能耗低
调度算法
饥饿：进程或作业长期得不到服务
先来先服务 FCFS
算法思想：主要从“公平”的角度考虑
算法规则：
1）按照作业或进程到达的先后顺序进行服务
2）作业调度：作业先到达后备队列先服务
3）进程调度：进程先到达就绪队列先服务
非抢占式的算法，不会导致饥饿
短作业优先 SJF
算法思想：追求最少的平均等待时间，最少的平均周转时间、最少的平均平均带权周转时间
算法规则：
最短的作业/进程优先得到服务（指要求服务时间最短）
缺点：
1）不公平，对短作业有利，对长作业不利，可能产生饥饿现象
2）作业进程的运行时间是由用户提供的，并不一定真实
抢占式的算法，会导致饥饿
高响应比优先 HRRN
算法思想：
1）综合考虑作业或进程的等待时间和要求服务时间
2）等待时间相同时，要求服务时间短的优先（SJF的优点）
3）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，随等待时间增长，响应比越来越大，避免长作业饥饿问题）
算法规则：
在每次调度时先计算各个响应比，为响应比最高的服务
$ 响应比=frac{等待时间+要求服务时间}{要求服务时间} $
非抢占式的算法，不会导致饥饿
时间片轮转调度算法 RR
算法思想：公平地、轮流地为各个进程服务
算法规则：
1）按进程到达就绪队列的顺序，轮流为各进程执行一个时间片
2）若进程未在一个时间片内执行完成，则剥夺处理机，将进程置于队尾重新排队
优点：公平，响应快，适用于分时操作系统
缺点：高频率的进程切换有一定开销。不区分任务的紧急程度
抢占式的算法，不会导致饥饿
优先级调度算法
算法思想：需要根据任务的紧急程度来决定处理顺序
算法规则：
1）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
2）系统进程优先级高于用户进程、前台进程优先级高于后台进程、IO 型进程优先级高于计算型进程（IO设备和 CPU 可以并行工作，若 IO 优先可以使得IO尽早工作，提高效率）
3）抢占式与非抢占式均可，抢占式会额外在就绪队列发生变化时检查是否会发生抢占
缺点：若有源源不断的高优先级进程，则会导致饥饿
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
抢占式/非抢占式的算法，不断有高优先级任务会导致饥饿
多级队列调度算法
算法规则：
1）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
2）队列之间可采取固定优先级，或时间片划分
固定优先级：高优先级空时低优先级进程才能被调度
时间片划分：如三个队列分配时间50%、40%、10%
3）各队列可采用不同的调度算法
多级反馈队列调度算法
算法思想：对各种调度算法的折中权衡
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
用于进程调度
优点：
1）对各类型进程相对公平（FCFS的优点）
2）每个新到达的进程都可以很快就得到响应（RR优点）
3）短进程只用较少的时间就可完成（SPF优点）
4）不必估计进程运行时间（避免用户作假）
抢占式算法，会导致饥饿