[科普中国]-计算机响应时间

简介

在计算机中，响应时间分为用户响应时间和系统响应时间。计算机响应时间，也可以称之为系统响应时间，是计算机对用户的输入或请求作出反应的时间。系统响应时间的计算要考虑到用户的数目，用户数目越多，响应时间必须越快，不然就难以保证每一个用户都有可以接受的响应时间。响应时间和时间片的大小有关，一般情况是：时间片越短，响应时间越快。在分时系统中，对计算机响应时间有着较高的要求，主要是因为分时系统将一台计算机提供给多个用户同时使用。

用户响应时间是指单个用户所感受到的系统对其交互式操作的响应时间。用户的眼睛存在视觉暂停现象，只能在察觉0.1s以上的视觉变化，用户响应时间在此范围内就可以了。1

时间片概述时间片（timeslice）又称为“量子（quantum）”或“处理器片（processor slice）”是分时操作系统分配给每个正在运行的进程微观上的一段CPU时间（在抢占内核中是：从进程开始运行直到被抢占的时间）。现代操作系统（如：Windows、Linux、Mac OS X等）允许同时运行多个进程 —— 例如，你可以在打开音乐播放器听音乐的同时用浏览器浏览网页并下载文件。事实上，由于一台计算机通常只有一个CPU，所以永远不可能真正地同时运行多个任务。这些进程“看起来像”同时运行的，实则是轮番穿插地运行，由于时间片通常很短（在Linux上为5ms－800ms），用户不会感觉到。

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。

时间片分配通常状况下，一个系统中所有的进程被分配到的时间片长短并不是相等的，尽管初始时间片基本相等（在Linux系统中，初始时间片也不相等，而是各自父进程的一半），系统通过测量进程处于“睡眠”和“正在运行”状态的时间长短来计算每个进程的交互性，交互性和每个进程预设的静态优先级（Nice值）的叠加即是动态优先级，动态优先级按比例缩放就是要分配给那个进程时间片的长短。一般地，为了获得较快的响应速度，交互性强的进程（即趋向于IO消耗型）被分配到的时间片要长于交互性弱的（趋向于处理器消耗型）进程。

分时系统概述在计算机科学中，分时系统（英语：time-sharing）是利用多重程序（Multiprogramming）与多任务处理（multitasking）等技术，让多个用户在同时间内可以分享相同的电脑资源。一般来说，计算机用户（可以是多个）是通过特定的端口，向计算机发送指令，并由计算机完成相应任务后，将结果通过端口反馈给用户的。

在早期的计算机系统中，计算机处理多个用户发送出的指令的时候，处理的方案即为分时，即计算机把它的运行时间分为多个时间段，并且将这些时间段平均分配给用户们指定的任务。轮流地为每一个任务运行一定的时间，如此循环，直至完成所有任务。

这种使用分时的方案为用户服务的计算机系统即为分时系统。

分时系统的特征分时系统与多道批处理系统相比，具有非常明显的不同特征，由上所述可以归纳成以下四个特点：

(1) 多路性。允许在一台主机上同时联接多台联机终端，系统按分时原则为每个用户服务。宏观上，是多个用户同时工作，共享系统资源；而微观上，则是每个用户作业轮流运行一个时间片。多路性即同时性，它提高了资源利用率，降低了使用费用，从而促进了计算机更广泛的应用。

(2) 独立性。每个用户各占一个终端，彼此独立操作，互不干扰。因此，用户所感觉到的，就像是他一人独占主机。

(3) 及时性。用户的请求能在很短的时间内获得响应。此时间间隔是以人们所能接受的等待时间来确定的，通常仅为 1～3 秒钟。

(4) 交互性。用户可通过终端与系统进行广泛的人机对话。其广泛性表现在：用户可以请求系统提供多方面的服务，如文件编辑、数据处理和资源共享等。2