操作系统原理ppt培训课件

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1、操作系统原理与UNIX柳青E-mail:liuqing@ynu.edu.cn云南大学软件学院10/4/20211第四章处理机调度4.1分级调度4.2作业调度4.3进程调度4.4调度算法4.5算法评价4.6实时系统调度方法10/4/20212第四章处理机调度处理机调度问题实际上就是处理机的分配与管理。处理机管理的工作是对CPU资源进行合理的分配使用，以提高处理机利用率，并使各用户公平地得到处理机资源。这里的主要问题是处理机调度算法和调度算法特征分析。10/4/20213衡量调度策略的常用指标我们可从不同的

2、角度来判断处理机调度算法的性能：用户的角度；处理机的角度；算法实现的角度。实际的处理机调度算法选择是一个综合的判断结果。10/4/202141.面向用户的性能指标周转时间：从作业提交给系统到返回结果所需时间；平均周转时间T平均带权周转时间[带权周转时间W是T(周转)/T(CPU执行)]响应时间：用户输入一个请求（如击键）到系统给出首次响应（如屏幕显示）的时间－－分时系统截止时间：开始截止时间和完成截止时间－－实时系统，与周转时间有些相似。公平性：不因作业或进程本身的特性而使上述指标过分恶化。如长作业等待

3、很长时间。优先级：可以使关键任务达到更好的指标。10/4/202152.面向系统的性能指标吞吐率：在给定时间内，一个计算机系统所完成的总工作量；响应时间：用户向计算机发出一个命令到计算机将结果返回给用户所需的时间；设备利用率：指I/O设备的使用情况。10/4/202163.面向算法的性能指标实现难度：实现该算法是否容易执行开销比：该算法是否消耗太多系统资源10/4/202174.1分级调度(Scheduling)作业调度-高级调度交换调度-中级调度进程调度-低级调度线程调度10/4/202184.1分级

4、调度-作业调度高级(Long-term)调度――作业调度作业调度用于决定把外存输入井上处于作业后备队列上的哪些作业调入内存，并为它们创建进程、分配必要的资源，然后再将新创建的进程排在就绪队列上，准备执行。在批处理系统中，作业是先驻留在外存的输入井上的，因此需要有作业调度。然而在分时系统中，通过键盘输入的命令和数据直接进入内存，无需作业调度。10/4/20219中级(Medium-term)调度——交换调度引入中级调度的目的是为了提高主存利用率和系统吞吐量。由于在进程并发执行过程中，为了充分发挥内存的效能

5、，需将那些暂时不能运行的进程从内存调到外存盘交换区去等待，而将那些在盘交换区的等待事件已经发生急需调度运行的进程从盘交换区调入内存。在UNIX系统中中级调度就是存储管理中的交换，采用虚拟存储技术的分时系统往往设立中级调度。4.1分级调度-交换调度10/4/2021104.1分级调度-进程调度低级(Short-term)调度――进程调度进程调度决定就绪队列中哪个进程将获得处理机，然后由分派程序执行把处理机分配给该进程的操作。在确定了占用处理机的进程之后，系统必须进行进程上下文切换以建立与占用处理机进程相适

6、应的执行环境。进程调度是最基本的调度，任何操作系统都有进程调度。10/4/202111线程调度在多线程系统中，按照一定的策略和方法选取一个处于就绪队列中的线程占有处理机。4.1分级调度-线程调度10/4/202112图：处理机四级调度作业运行状态外存外存(盘)交换区作业收容状态作业提交状态作业完成状态终止作业就绪态阻塞态内存进程调度执行态就绪态阻塞态线程调度交换调度作业调度10/4/2021134.1.3作业与进程的关系作业可被看作是用户向计算机提交任务的实体。如一次计算，一个控制过程等。进程则是计算机

7、为了完成用户任务实体而设置的执行实体，是系统分配资源的基本单位。一个作业可以由一个或多个进程组成。而一个进程不可能对应多个作业。10/4/2021144.2作业调度1.作业的状态作业从进入到运行结束，一般需要经历“提交”、“后备”、“运行”和“完成”四个阶段。2.作业调度功能（1）记录系统中各作业的状况（2）从后备队列中选出一部分作业投入执行。（3）为被选中作业做好执行前的准备工作。（4）在作业执行结束时做善后处理工作。10/4/2021154.2作业调度3.作业调度目标与性能衡量（1）作业调度目标对所

8、有作业应该是公平合理的；应使设备有高的利用率；每天执行尽可能多的作业；有快的响应时间。注：上述目标之间是互相冲突的。10/4/2021164.2作业调度（2）性能衡量（平均）周转时间作业i的周转时间Ti为Ti=Tei-Tsin个作业的平均周转时间为：n个作业的周转时间之和除以n。（平均）带权周转时间是作业周转时间与作业执行时间之比：wi=Ti/Trin个作业的平均带权周转时间:n个作业的带权周转时间之和除以n。10/4/2021174.3进