面试题：进程管理之响应时间优化：常见调度算法如何影响响应时间

Question

请阐述几种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、优先级调度）是如何影响进程响应时间的，并说明每种算法在响应时间最小化方面的优缺点。

Answer 1

先来先服务（FCFS）

1. 对响应时间的影响：按照进程到达的先后顺序进行调度。先到达的进程先执行，后到达的进程需等待前面进程执行完毕。这可能导致后到达但执行时间短的进程等待较长时间，从而使整体响应时间变长。
2. 优点：实现简单，公平对待所有进程，每个进程按照到达顺序依次得到服务。
3. 缺点：对于短作业不利，如果长作业先到达，短作业需要等待长作业执行完毕，导致短作业响应时间过长，不能有效最小化响应时间。

短作业优先（SJF）

1. 对响应时间的影响：优先调度预计执行时间最短的进程。这样可以快速处理短作业，减少短作业的等待时间，从而降低整体响应时间。
2. 优点：理论上可以最小化平均响应时间，因为短作业能优先得到执行，减少了等待开销。
3. 缺点：难以准确预测作业的执行时间，实际应用中可能只能估算。另外，可能导致长作业长时间得不到调度，产生“饥饿”现象，并且对实时性要求高的作业处理不佳。

时间片轮转（RR）

1. 对响应时间的影响：将CPU时间划分为固定大小的时间片，每个进程轮流在一个时间片内执行。如果进程在时间片内未执行完，则暂停并排入就绪队列末尾等待下一轮调度。这使得每个进程都能在较短时间内获得CPU执行机会，保证了响应时间的相对稳定。
2. 优点：能快速响应交互式进程，每个进程都有机会及时执行，避免长进程独占CPU导致其他进程长时间等待，可较好地满足响应时间要求。
3. 缺点：若时间片设置过小，进程上下文切换频繁，增加系统开销，降低CPU利用率；若时间片设置过大，又可能退化为FCFS，失去快速响应的优势。

优先级调度

1. 对响应时间的影响：根据进程的优先级来调度，优先级高的进程优先执行。这可以让重要或紧急的进程快速得到处理，降低其响应时间。
2. 优点：可以根据进程的重要性或紧急程度进行优先处理，对于关键任务能快速响应，满足特定场景下对响应时间的要求。
3. 缺点：如果不采取适当措施，低优先级进程可能长时间得不到调度而“饥饿”。并且确定合理的优先级比较困难，若优先级设置不合理，可能影响整体系统性能和响应时间。