大厂面试爱问的「调度算法」,20 张图一举拿下

如题所述

秋招战场中,操作系统调度算法是面试官们钟爱的话题。让我们一起深入探讨三大关键机制:进程调度、页面置换和磁盘调度,用20张图揭示它们的奥秘,助你轻松掌握。


进程调度:策略与影响


进程调度分为非抢占式和抢占式两种模式。非抢占式如FCFS(先来先服务)对待长作业更友好,但等待时间较长。而SJF(最短作业优先)则快速响应短作业,但可能牺牲长作业。HRRN(混合最短剩余时间优先)和时间片轮转(如20-50ms)则试图平衡,前者兼顾短长作业,后者保证公平,减少进程间的等待。


时间片轮转:兼顾效率与公平


时间片轮转算法假设所有进程平等,但如何设定时间片长度至关重要。过短会频繁切换,效率低;过长则影响短作业响应。多用户系统中,HPF调度结合静态和动态优先级,多级反馈队列利用多队列策略,确保新进程快速进入低优先级,兼顾短长作业,提升响应时间。


页面置换算法:内存管理的艺术


当内存满时,页面置换算法登场。最佳置换(预测未来,难以实现)、FIFO(基于驻留时间)、LRU(历史使用,性能佳)、时钟(结合FIFO和LRU,易实现但开销大)和LFU(访问最少,简单实现)各具特点。LFU虽名字俏皮,却通过定期调整访问计数解决查找耗时问题。


磁盘调度:优化数据寻道


磁盘调度算法如FCFS(简单但可能寻道时间长)、SSF(提高性能,可能产生请求饥饿)和扫描算法(如电梯算法,避免饥饿但中间磁道受益)。循环扫描算法和LOOK/C-LOOK算法则进一步优化磁道响应,确保一致性。


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