老铁们，大家好，相信还有很多朋友对于时间片和时间片轮转调度是为了什么的相关问题不太懂，没关系，今天就由我来为大家分享分享时间片以及时间片轮转调度是为了什么的问题，文章篇幅可能偏长，希望可以帮助到大家，下面一起来看看吧！
本文目录
一、进程调用的时间片是如何分配的
1、如果进程在时间片结束前阻塞或结束，则CPU当即进行切换。结束的进程会从运行队列中清除，剩下的时间片随进程结构的清除而清除，并不影响到其他进程的调度。
2、时间片由操作系统内核的调度程序分配给每个进程。首先，内核会给每个进程分配相等的初始时间片，然后每个进程轮番地执行相应的时间，当所有进程都处于时间片耗尽的状态时，内核会重新为每个进程计算并分配时间片，如此往复。
3、在每个进程的task_struct结构中有以下四项：policy、priority、counter、rt_priority。这四项是选择进程的依据。其中，policy是进程的调度策略，用来区分实时进程和普通进程，实时进程优先于普通进程运行；priority是进程(包括实时和普通)的静态优先级。
4、counter是进程剩余的时间片，它的起始值就是priority的值；由于counter在后面计算一个处于可运行状态的进程值得运行的程度goodness时起重要作用，因此，counter也可以看作是进程的动态优先级。rt_priority是实时进程特有的，用于实时进程间的选择。
5、时间片轮转调度中特别需要关注的是时间片的长度。从一个进程切换到另一个进程是需要一定时间的--保存和装入寄存器值及内存映像，更新各种表格和队列等。
6、假如进程切换(process switch)-有时称为上下文切换(context switch)，需要5毫秒，再假设时间片设为20毫秒，则在做完20毫秒有用的工作之后，CPU将花费5毫秒来进行进程切换。CPU时间的20%被浪费在了管理开销上。
7、为了提高CPU效率，我们可以将时间片设为500毫秒。假设所有其他进程都用足它们的时间片的话，最后一个不幸的进程不得不等待5秒钟才获得运行机会。多数用户无法忍受一条简短命令要5秒钟才能做出响应。同样的问题在一台支持多道程序的个人计算机上也会发生。
8、结论可以归结如下：时间片设得太短会导致过多的进程切换，降低了CPU效率；而设得太长又可能引起对短的交互请求的响应变差。
9、参考资料来源：百度百科-时间片轮转
10、参考资料来源：百度百科-进程调度
二、时间片的介绍
时间片即CPU分配给各个程序的时间，每个线程被分配一个时间段，称作它的时间片，即该进程允许运行的时间，使各个程序从表面上看是同时进行的。如果在时间片结束时进程还在运行，则CPU将被剥夺并分配给另一个进程。如果进程在时间片结束前阻塞或结束，则CPU当即进行切换。而不会造成CPU资源浪费。在宏观上：我们可以同时打开多个应用程序，每个程序并行不悖，同时运行。但在微观上：由于只有一个CPU，一次只能处理程序要求的一部分，如何处理公平，一种 *** 就是引入时间片，每个程序轮流执行。
三、时间片的概述
分时操作系统是把CPU的时间划分成长短基本相同的时间区间,即时间片，通过操作系统的管理，把这些时间片依次轮流地分配给各个用户使用.如果某个作业在时间片结束之前,整个任务还没有完成，那么该作业就被暂停下来,放弃CPU，等待下一轮循环再继续做.此时CPU又分配给另一个作业去使用。由于计算机的处理速度很快，只要时间片的间隔取得适当,那么一个用户作业从用完分配给它的一个时间片到获得下一个CPU时间片，中间有所停顿，但用户察觉不出来,好像整个系统全由它独占似的。
四、【操作系统】什么是时间片时间片轮转调度算法
深入理解操作系统：时间片与轮转调度的艺术
在操作系统的世界里，时间片是CPU与进程之间共享的神秘货币，它决定着程序的执行顺序和效率。时间片轮转调度，就像一场精心编排的舞蹈，每个进程都有机会在舞台上翩翩起舞，尽管有的短暂，有的漫长，但都力求公平和效率。
时间片的长短是一门微妙的平衡艺术。过短的时间片，如同频繁的变脸，虽然能展现多任务处理的灵活性，但可能导致CPU效率低下，进程切换过于频繁。反之，过长的时间片则可能导致响应用户交互的延迟，用户体验不佳。Linux内核巧妙地设计了文件系统和内存管理作为前台，而进程调度则是幕后功臣，尤其在2.6内核的升级中，引入了内核抢占机制，大大提升了任务的响应速度，使理想情况下的响应时间逼近1毫秒。
2.6内核的调度策略精细而灵活，它根据系统需求、进程数量和处理能力动态调整时间片大小，从简单公平的FCFS原则，到多级反馈队列调度，以及区分批处理和实时系统的优先权调度。静态优先权由进程特性决定，而动态优先权则根据进程执行进度和等待时间实时调整，以实现更佳调度性能。
高响应比优先调度如EDF和LLF，它们分别以最早截止时间和任务执行时间与截止时间的差值来决定优先级，确保等待时间较长但服务时间短的任务能优先获得处理器。而实时调度更是苛刻，它要求提供准确的截止时间信息，同时依赖于处理能力提升或多处理器系统的支持，以及抢占式调度和快速切换机制的实现。
让我们通过A、B两个任务的例子来进一步理解，优先级在调度中的关键作用。A任务的时间表长且复杂，而B任务则相对紧凑，根据截止时间的对比，调度策略会确保先满足时间紧迫的任务，同时兼顾资源的公平分配。
在多处理器系统中，紧密耦合和松散耦合的架构各有优劣。 *** P系统中，静态和动态分配方式能平衡处理器负载，但非对称MPS的主从调度模式则强调了主处理机的主导作用。进程的分配方式，无论是静态还是动态，都在寻求优化资源使用和避免系统瓶颈。
进程调度的过程既包括状态管理，如进程就绪与结束，也涉及到状态更新和模拟运行。而优先级调度则强调了时间片结束后优先级的调整，以维持系统的平衡和效率。然而，单就绪队列的限制往往会引发低效和频繁的线程切换，这时候，成组调度和专用处理器分配等更高级的策略就显得尤为重要。
总的来说，时间片轮转调度是操作系统调度策略的核心部分，它在公平性和效率之间找到了微妙的平衡，为用户提供了一种有效的资源管理方式。无论是对操作系统开发者，还是对系统用户，理解并运用时间片轮转调度都是提升系统性能的关键。
五、时间片轮转的时间片长度的影响
1、时间片轮转调度中特别需要关注的是时间片的长度。从一个进程切换到另一个进程是需要一定时间的--保存和装入寄存器值及内存映像，更新各种表格和队列等。假如进程切换(process switch)-有时称为上下文切换(context switch)，需要5毫秒，再假设时间片设为20毫秒，则在做完20毫秒有用的工作之后，CPU将花费5毫秒来进行进程切换。CPU时间的20%被浪费在了管理开销上。
2、为了提高CPU效率，我们可以将时间片设为500毫秒。这时浪费的时间只有1%。但考虑在一个分时系统中，如果有十个交互用户几乎同时按下回车键，将发生什么情况？假设所有其他进程都用足它们的时间片的话，最后一个不幸的进程不得不等待5秒钟才获得运行机会。多数用户无法忍受一条简短命令要5秒钟才能做出响应。同样的问题在一台支持多道程序的个人计算机上也会发生。
3、结论可以归结如下：时间片设得太短会导致过多的进程切换，降低了CPU效率；而设得太长又可能引起对短的交互请求的响应变差。
六、linux中什么是时间片
1、时间片,简单来说就是CPU分配给各个程序的时间,使各个程序从表面上看是同时进行的,而不会造成CPU资源浪费。
2、时间片轮转调度中唯一有趣的一点是时间片的长度。从一个进程切换到另一个进程是需要一定时间的--保存和装入寄存器值及内存映像，更新各种表格和队列等。
3、假如进程切换(process switch)-有时称为上下文切换(context switch)，需要5毫秒，再假设时间片设为20毫秒，则在做完20毫秒有用的工作之后，CPU将花费5毫秒来进行进程切换。CPU时间的20%被浪费在了管理开销上。
七、什么是“时间片轮转法”
处理器同一个时间只能处理一个任务。处理器在处理多任务的时候，就要看请求的时间顺序，如果时间一致，就要进行预测。挑到一个任务后，需要若干步骤才能做完，这些步骤中有些需要处理器参与，有些不需要（如磁盘控制器的存储过程）。不需要处理器处理的时候，这部分时间就要分配给其他的进程。原来的进程就要处于等待的时间段上。经过周密分配时间，宏观上就象是多个任务一起运行一样，但微观上是有先后的，就是时间片轮换。
好了，文章到此结束，希望可以帮助到大家。
