操作系统中的 IO 调度

I/O（输入/输出）是指计算机系统与外部世界之间进行数据交换的过程。在操作系统中，I/O操作通常分为两类：阻塞型和非阻塞型。

阻塞型 I/O

阻塞型 I/O 操作会一直等待，直到数据传输完成。当进行阻塞型 I/O 操作时，调用进程会被挂起，直到 I/O 操作完成。这种方式可以保证数据传输的完整性，但是会浪费大量的 CPU 时间，因为进程需要一直等待 I/O 操作完成。

非阻塞型 I/O

非阻塞型 I/O 操作可以让进程立即返回并继续执行，而不必等待数据传输完成。当进行非阻塞型 I/O 操作时，调用进程会立即返回，告诉操作系统进行 I/O 操作，然后进程可以继续执行其他任务。通过定期查询操作系统或使用回调函数等方式，进程可以获取 I/O 操作是否完成的状态信息。这种方式会节省 CPU 时间，但是需要占用更多的内存和操作系统资源。

I/O 调度算法

I/O 调度算法用于控制多个进程同时进行 I/O 操作时的竞争。以下是常见的 I/O 调度算法：

先进先出（FIFO）

先进先出算法是最简单的 I/O 调度算法。在 FIFO 算法中，进程按照请求 I/O 的顺序排队。每次只处理队列中首个请求。这种算法容易实现但不利于提高系统性能。

短作业优先（SJF）

短作业优先算法是按照每个进程执行 I/O 操作所需的时间来排序的。如果有多个进程请求 I/O 操作，则先执行 I/O 请求时间短的进程。这种算法可以减少平均等待时间和平均周转时间，但容易出现饥饿现象。

优先级调度

优先级调度算法将每个进程分配一个优先级，并按照优先级对进程进行调度。I/O 请求会优先处理优先级高的进程。这种算法可以避免饥饿现象，但容易导致低优先级进程长时间等待。

多级反馈队列调度（MFQ）

多级反馈队列调度算法根据进程的需求分配多个队列，每个进程请求 I/O 操作时首先进入最高优先级的队列，如果 I/O 操作完成，则进程离开队列，否则进程将降低优先级并进入次高优先级的队列。这种算法可以提高系统的响应时间，并避免饥饿现象。

总结

在操作系统中，I/O 操作是很重要的。为了有效地控制多个进程同时进行 I/O 操作的竞争，需要使用合适的 I/O 调度算法。常见的 I/O 调度算法包括先进先出、短作业优先、优先级调度和多级反馈队列调度。不同的 I/O 调度算法适用于不同的场景，需要根据具体情况选择。