操作系统中的处理机调度是核心功能之一，它负责决定哪个进程或线程能在何时获取CPU的使用权。处理机调度算法有多种类型，每种都有其特定的适用场景和目标。我们通常将其分为三个层次：宏观调度、中级调度和微观调度。
宏观调度，也被称为作业调度或高级调度，关注的是作业级别的调度。当用户提交一个作业，它可能包含多个进程。作业调度器根据预定的策略从大量的后备作业中选择一个或多个进入内存并开始执行。它的目标通常是优化周转时间和响应时间，同时确保公平性和优先级。宏观调度的决策周期较长，对整体系统资源的利用和用户等待时间有直接影响。
中级调度，又称为内存调度，涉及到进程在内存和外存之间的移动。它的目的是为了提高内存的使用效率，当内存紧张时，会将一些进程换出到外存，腾出空间给更重要的进程。当需要时，再将这些进程换入内存继续执行。中级调度的目标是最大化系统的吞吐量和处理机利用率。
微观调度，又称低级调度，专注于进程或线程级别的快速调度。它需要快速地在就绪进程间进行切换，以保证系统的高并发性和良好的响应时间。由于这种调度频繁进行，所以要求实现高效且开销小。微观调度算法通常应用于交互式系统，以提升用户体验。
常见的处理机调度算法包括：
1. 先来先服务（FCFS）算法：按照进程到达的顺序进行调度，执行完一个进程后再执行下一个。虽然简单，但可能导致短进程长时间等待，尤其在长进程存在的时候。
2. 最短作业优先（SJF/SPN）算法：优先执行预计执行时间最短的进程，以减少平均周转时间和带权周转时间。然而，这可能会导致长进程长时间等待，而且实际执行时间的预估难度大，可能影响调度效果。
3. 时间片轮转（Round Robin, RR）算法：所有就绪进程按FCFS原则进入一个队列，每个进程被分配一个时间片，执行完时间片就切换。时间片大小影响系统性能，过大接近FCFS，过小则上下文切换过多，增加系统开销。
4. 多级队列算法：将就绪进程分配到多个队列，每个队列有自己的调度策略，以平衡不同类型进程的需求。例如，交互式进程可能在高优先级队列，批处理进程在低优先级队列。
5. 优先级调度：为每个进程分配优先级，高优先级进程优先执行。可以是抢占式的（高优先级进程可中断低优先级进程）或非抢占式的。优先级调度兼顾了紧迫性和响应时间，但需防止优先级反转和优先级饥饿问题。
不同的调度算法在不同场景下各有优势。例如，FCFS适合批处理系统，SJF适合短作业占比大的系统，而RR适合交互式系统。多级队列和优先级调度则更灵活，能够根据系统需求进行定制化调度。理解这些算法及其适用场景对于设计和优化操作系统至关重要。
