《课件操作系统处理机调度》PPT课件

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1、第三章处理机调度与死锁王培崇本章授课目的使学生理解和掌握处理机调度和死锁的基本概念，掌握常用的处理机调度算法和预防、避免死锁的方法。3.1处理机调度的层次3.1.1高级、中级和低级调度1.高级调度(HighScheduling)即作业调度调度作业进入内存，并为其分配必要的资源。考虑如下两点：1)接纳多少个作业：主要考虑内存大小、执行效率系统吞吐量等因素。2)接纳哪些作业：取决于具体的调度算法。1．作业和作业步(1)作业(Job)。包含了通常的程序和数据，而且还应配有一份作业说明书，系统根据该说明书来对程序的运行进行

2、控制。在批处理系统中，是以作业为基本单位从外存调入内存的。(2)作业步(JobStep)。每个作业都必须经过若干个相对独立，又相互关联的顺序加工步骤才能得到结果，把其中的每一个加工步骤称为一个作业步，各作业步之间存在着相互联系，上一个作业步的输出作为下一个作业步的输入。一个典型的作业可分成三个作业步：①“编译”作业步;②“连结装配”作业步;③“运行”作业步;(3)作业流。若干个作业进入系统后，被依次存放在外存上，这便形成了输入的作业流；在操作系统的控制下，逐个作业进行处理，于是便形成了处理作业流。2．作业控制块JC

3、B(JobControlBlock)系统感知作业在系统中存在的标志，其中保存了系统对作业进行管理和调度所需的全部信息。在JCB中通常应包含的内容有：作业标识、用户名称、用户帐户、作业类型(CPU繁忙型、I/O繁忙型、批量型、终端型)、作业状态、调度信息(优先级、作业已运行时间)、资源需求(预计运行时间、要求内存大小、要求I/O设备的类型和数量等)、进入系统时间、开始处理时间、作业完成时间、作业退出时间、资源使用情况等。JCB的建立、调度、撤销：作业进入系统时，系统便为每个作业建立一个JCB，根据作业类型将它插入相应

4、的后备队列中。作业调度程序依据一定的调度算法来调度它们，被调度到的作业将会装入内存。当一个作业执行结束进入完成状态时，系统负责回收分配给它的资源，撤消它的作业控制块。2.低级调度(LowLevelScheduling)：进程调度也称微观调度，从处理机资源分配的角度来看，即占有CPU来运行。处理机需要经常选择就绪进程或线程进入运行状态。低级调度的时间尺度通常是毫秒级的。由于低级调度算法的频繁使用，要求在实现时做到高效。低级调度的主要功能(1)保存处理机的现场信息。(2)按某种算法选取进程。如优先数算法、轮转法等，从就

5、绪队列中选取一个进程，把它的状态改为运行状态，并准备把处理机分配给它。(3)把处理器分配给进程。进程调度中的三个基本机制(1)排队器。事先将系统中所有的就绪进程按照一定的方式排成一个或多个队列，以便调度程序能最快地找到它。(2)分派器(分派程序)。分派器把由进程调度程序所选定的进程，从就绪队列中取出该进程，然后进行上下文切换，将处理机分配给它。(3)上下文切换机制。当对处理机进行切换时，会发生两对上下文切换操作。低级（进程）调度方式：1)非抢占方式(Non-preemptiveMode)在下面情况下发生：①正在执

6、行的进程执行完毕，或因发生某事件而不能再继续执行；②执行中的进程因提出I/O请求而暂停执行；③在进程通信或同步过程中执行了某种原语操作，显然，在要求比较严格的实时系统中，不宜采用这种调度方式。2)抢占方式(PreemptiveMode)抢占的原则有：优先权原则。(2)短作业(进程)优先原则。(3)时间片原则。大多数实时系统会采用这种调度方式。3.中级调度(Intermediate-LevelScheduling)中级调度又称中程调度(Medium-TermScheduling)。主要目的：是为了提高内存利用率和系

7、统吞吐量。涉及进程在内外存间的交换，从存储器资源管理的角度来看，把进程的部分或全部换出到外存上，可为当前运行进程的执行提供所需内存空间，将当前进程所需部分换入到内存。如果资源允许后，决定哪个外存被挂起的进程被调度进入。3.2调度队列模型和调度准则3.2.1调度队列模型1．仅有进程调度的调度队列模型（1）在分时系统中，仅仅设有进程调度。（2）用户键入的命令和数据都直接送入内存。对于命令，是由OS为之建立一个进程。（3）系统可以把处于就绪状态的进程组织成栈、树或一个无序链表。例如：就绪进程组织成FIFO队列形式。每当O

8、S创建一个新进程时，便将它挂在就绪队列的末尾，然后按时间片轮转方式运行。进程执行时现的三种情况：(1)任务在给定的时间片内已经完成，该进程便在释放处理机后进入完成状态；(2)任务在本次分得的时间片内尚未完成，OS便将该任务再放入就绪队列的末尾；(3)在执行期间，进程因为某事件而被阻塞后，被OS放入阻塞队列。图3-1示出了仅具有进程调度的调度队列模型。图3-1