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cpu时间片是什么?一起来了解一下cpu时间片

时间:2020-03-21 00:23:58 栏目:行业资讯
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  对于cpu时间片来说,很多朋友都没有听说过,不知道它是什么,今天就给大家具体介绍下cpu时间片的概念是什么?cpu时间片是多久以及时间片大小的确定因素等的问题,以供参考。

cpu时间片的概念

  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,一种方法就是引入时间片,每个程序轮流执行。

cpu时间片基本原理

  在早期的时间片轮转法中,系统将所有的就绪进程按先来先服务的原则,排成一个队列,每次调度时,把CPU分配给队首进程,并令其执行一个时间片.时间片的大小从几ms到几百ms.当执行的时间片用完时,由一个计时器发出时钟中断请求,调度程序便据此信号来停止该进程的执行,并将它送往就绪队列的末尾;然后,再把处理机分配给就绪队列中新的队首进程,同时也让它执行一个时间片.这样就可以保证就绪队列中的所有进程,在一给定的时间内,均能获得一时间片的处理机执行时间.

系统中cpu时间片是多久

  Windows 系统中线程轮转时间也就是时间片大约是20ms,如果某个线程所需要的时间小于20ms,那么不到20ms就会切换到其他线程;如果一个线程所需的时间超过20ms,系统也最多只给20ms,除非意外发生(那可能导致整个系统无响应),而Linux/unix中则是5~800ms。

cpu时间片轮转机制(RR 调度)

  时间片轮转法(Round-Robin,RR)主要用于分时系统中的进程调度。为了实现轮转调度,系统把所有就绪进程按先入先出的原则排成一个队列。新来的进程加到就绪队列末尾。每当执行进程调度时,进程调度程序总是选出就绪队列的队首进程,让它在 CPU 上运行一个时间片的时间。时间片是一个小的时间单位,通常为 10~100ms 数量级。当进程用完分给它的时间片后,系统的计时器发出时钟中断,调度程序便停止该进程的运行,把它放入就绪队列的末尾;然后,把 CPU 分给就绪队列的队首进程,同样也让它运行一个时间片,如此往复。

  进程调度

  采用此算法的系统,其程序就绪队列往往按进程到达的时间来排序。进程调度程序总是选择就绪队列中的第一个进程,也就是说按照先来先服务原则调度,但一旦进程占用处理机则仅使用一个时间片。在使用先一个时间片后,进程还没有完成其运行,它必须释放出处理机给下一个就绪的进程,而被抢占的进程返回到就绪队列的末尾重新排队等待再次运行。

  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。

  实现思想

  时间片轮转算法的基本思想是,系统将所有的就绪进程按先来先服务算法的原则,排成一个队列,每次调度时,系统把处理机分配给队列首进程,并让其执行一个时间片。当执行的时间片用完时,由一个计时器发出时钟中断请求,调度程序根据这个请求停止该进程的运行,将它送到就绪队列的末尾,再把处理机分给就绪队列中新的队列首进程,同时让它也执行一个时间片。

cpu时间片轮转调度算法

  时间片轮转调度是一种最古老,最简单,最公平且使用最广的算法。每个进程被分配一时间段,称作它的时间片,即该进程允许运行的时间。

  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。调度程序所要做的就是维护一张就绪进程列表,当进程用完它的时间片后,它被移到队列的末尾。

  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。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。

  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。

  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。将时间片设为100毫秒通常是一个比较合理的折中。

  通过以上的内容,我们已经了解了cpu时间片方面的相关知识了,对于时间片的基本原理以及轮转机制方面的内容,也可以多多的了解下。

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