面试题：进程管理之进程调度算法对系统响应时间的影响

Question

请简述常见的进程调度算法（如先来先服务、短作业优先、时间片轮转等），并分析每种调度算法对系统响应时间有怎样不同的影响？

Answer 1

先来先服务（FCFS）调度算法

1. 简述：按照进程到达就绪队列的先后顺序进行调度，先到达的进程先执行。
2. 对系统响应时间的影响：对于长作业有利，因为一旦开始执行，就能一直执行到结束。但对于短作业不利，若前面有长作业，短作业需要等待很长时间才能执行，导致整体响应时间变长，尤其是在短作业较多的情况下，平均响应时间会显著增加。

短作业优先（SJF）调度算法

1. 简述：从就绪队列中选择预计执行时间最短的进程优先执行。
2. 对系统响应时间的影响：能使短作业快速得到处理，在作业平均长度较短时，可获得较低的平均响应时间。然而，若不断有短作业到达，长作业可能会一直得不到执行机会，出现“饥饿”现象。同时，由于需要预知作业执行时间，实际应用中可能存在困难。

时间片轮转调度算法

1. 简述：将CPU的处理时间划分成一个个固定长度的时间片，就绪队列中的进程轮流获得一个时间片的CPU使用权，时间片用完后，即使进程未执行完，也会被剥夺CPU使用权，重新回到就绪队列末尾等待下一轮调度。
2. 对系统响应时间的影响：能保证所有进程在一定时间内都能获得CPU执行机会，响应时间相对较均匀，每个进程都能及时得到响应。但时间片大小设置很关键，若时间片过长，会退化为FCFS算法，对短作业响应不及时；若时间片过短，进程上下文切换频繁，会增加系统开销，导致整体效率降低。

优先级调度算法

1. 简述：为每个进程分配一个优先级，调度时选择优先级最高的进程执行。优先级可以根据作业的紧急程度、资源需求等因素确定。
2. 对系统响应时间的影响：高优先级进程能快速得到响应，优先执行。但与SJF类似，若低优先级进程优先级设置过低，且高优先级进程不断到来，低优先级进程可能长时间得不到执行，出现“饥饿”现象。合理设置优先级可以平衡不同类型进程的响应时间需求。