进程调度实际上就是在就绪进程队列中选择一个进程执行，关于进程的调度我们需要考虑三个问题——
- 调度的时机：何时进行进程调度
- 调度的执行：调度时如何进行CPU上下文切换
- 调度的策略：按照什么原则选择一个就绪进程进行调度
调度的时机
当遇到下面几种情况时，可能会发生进程的调度——
- 当一个新的进程被创建时
- 当一个进程运行完毕时
- 当一个进程由于I/O、信号量或其他原因被阻塞时
- 当一个I/O中断发生时（表明某个I/O操作已经完成，而等待该I/O操作的进程转入就绪状态）
- 在分时系统中，当一个时钟中断发生时
- 当OS取得对CPU的控制时（例如用户系统调用、中断、陷阱）
调度的执行
在进程上下文切换时，会执行以下步骤——
- 保存处理器的上下文，包括程序计数器（PC）和其它寄存器；保存内存镜像（页表信息）
- 用新状态和其它相关信息更新正在运行进程的PCB
- 把进程移至合适的队列-就绪或阻塞
- 选择另一个要执行的进程，更新进程的PCB
- 从被选中进程中重装入CPU上下文和内存镜像
CPU调度按调度层次的不同可以划分为三级——
- 高级调度： 作业层面，即从用户工作流程的角度，对用户提交到每个作业进行调度，时间上通常是分钟、小时或天
- 中级调度： 储存器资源层面，即将进程的部分或全部换出到外存上，将当前所需部分换入到内存
- 低级调度： CPU资源层面，即对CPU计算资源（ALU等）进行分配，时间上通常是毫秒。
调度的策略
调度策略的度量指标
衡量调度策略时通常采用以下几个常用的度量指标——
- 吞吐量： \(作业数/总执行时间\)
- 周转时间： \(完成时间-提交时间\)
- 带权周转时间： \(周转时间/服务时间（执行时间\)）
- 平均周转时间： \(一组作业周转时间之和/作业数\)
- 平均带权周转时间： \(一组作业带权周转时间之和/作业数\)
调度策略的选择
根据进程对CPU计算资源和I/O设备的使用情况，我们可以将进程分为两种——I/O密集型和CPU密集型。前者会频繁地进行I/O，通常会花费很多时间等待I/O操作完成，而计算时间相对I/O时间短；后者计算量大，进程会花费大量的时间在计算上。
对于不同特性的进程，我们通常会采用不同的调度算法。
根据 ”是否在时钟中断作出调度决策“，我们将进程的调度分为非抢占式和抢占式。
- 非抢占式： 被调度进程会一直执行直到阻塞或主动放弃CPU，时钟中断时不会做调度决策
- 抢占式： 被调度程序运行一个固定的最大时间段（时间片），如果时间结束进程还在执行，挂起进程并进行切换（时钟中断时做调度决策）。
对于不同的应用领域，我们会采用不同的调度策略，而这些策略也都离不开非抢占式和抢占式两种基本算法。常见的应用领域包括批处理系统、交互式系统、实时系统、多处理系统。
批处理系统
批处理是指用户将一批作业提交给操作系统后就不再干预。在批处理系统中，一个作业需要长时间的占用CPU，因此我们一般采用非抢占式算法或分配长时间周期的抢占算法。
在策略选择时，我们主要关注吞吐量和周转时间这两个指标。常用策略——
- 先来先服务（FCFS：First Come First Serve)
- 最短作业优先（SJF：Shortest Job First)
- 最短剩余时间优先（SRTN：Shortest Remaining Time Next）
- 最高响应比优先（HRRN：Highest Response Ratio Next）
交互式系统
交互式计算机系统与操作人员以人机对话的方式一问一答，直至获得最后处理结果。这种系统服务于多个用户的环境，例如分时系统、手机系统，因此需要避免一个进程霸占CPU，一般使用抢占式算法。
在策略选择时，我们主要关注响应时间这个指标，并希望任务花费时间随着其复杂度应该线性增长。常用策略——
- 时间片轮转(RR：Round Robin）
- 优先级调度(Priority Scheduling)
- 多级队列（MQ：Multi-level Queue）
- 多级反馈队列（MFQ：Multi-level Feedback Queue ）
- 彩票调度（Lottery Scheduling）
实时系统
实时系统是指计算的正确性不仅取决于程序的逻辑正确性，也取决于结果产生的时间。如果不满足确定性的截止时间需求，将会发生系统出错。因此我们主要采用抢占式算法，也可能非抢占式。
在策略选择时，我们主要关注 "截止时间是否可以得到满足"，并希望策略有一定可预测性和规律性。常用策略——
- 静态表调度（Static table-driven scheduling）
- 单调速率调度（RMS：Rate Monotonic Scheduling）
- 最早截止时间优先算法（EDF：Earliest Deadline First）
多处理系统
多处理系统指系统中有多个处理机同时进行工作，这种系统的调度更需要关注于系统整体的运行效率，调度单位广泛采用线程。
多处理系统有两种，包括非对称式多处理系统(AMP)和对称式多处理系统(SMP)。
AMP中各个处理器的地位不同，有“主从”之分——由主处理机管理一个公共就绪队列，并分派进程给从处理机执行，每个处理机都有固定的分工（执行OS的系统功能？处理I/O？）
SMP中各个处理器的地位是相同的。根据控制的方式的不同，SMP调度算法可分为集中控制和分散控制，前者主要包括静态分配(static assignment)和动态分配(dynamic assignment)，后者主要包括自调度（Self Scheduling）。
