13 2009 操作系统第13讲：第4章 处理机调度(操作系统调度)

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1、2021/7/31操作系统第13讲第4章处理机调度(操作系统中的调度)主讲:闫新庆2012–042021/7/32第4章内容提纲4.1操作系统中的调度（重点）4.2作业调度4.3进程调度（重点）4.4调度算法（重点）4.5算法评价（略）4.6实时系统调度算法简介本章小结2021/7/33导语……Ø操作系统中的低级调度是进程动态性的源泉！Ø操作系统中的中级调度是虚拟存储实现的生命！Ø操作系统中的高级调度是并行作业的基本条件！Ø各种调度性能的优劣是评价操作系统性能的一项重要指标！2021/7/344.1操作系统中的调度一、OS的调度类型1、

2、作业调度—-多道批处理2、进程调度——现代OS3、线程调度——现代OS，进程执行态下的控制线索调度4、交换调度——对内、外存管理备而言5、驱动调度——对设备而言二、调度的目的与意义●协调多个作业、多个进程或线程、多种设备彼此之间的和协工作●使资源获得最大的利用率●使系统整体效率获得最佳利用率2021/7/354.1操作系统中的调度（2）三、调度类型1.高级调度(又叫作业调度、长调度、宏观调度）●从外存中输入的作业进行选择，并给选中的作业分配内存、I/O设备等必要的资源，建立相应进程，使该作业的进程获得竞争处理机的权利。●运行完毕，负责资

3、源回收。●使运算量大的作业和对I/O作业需求比较多的作业相匹配，使资源得到充分利用。2021/7/364.1操作系统中的调度（3）三、调度类型（续1）2．低级调度（进程调度、微观调度）其主要任务是按照某种策略和方法选取一个处于就绪状态的进程占用处理机（1）非抢占式——按序选择进程进占CPU●优点：实现简单，节约时空●缺点：不能满足紧急任务的请求2021/7/374.1操作系统中的调度（４）2．低级调度（进程调度、微观调度）（2）抢占式：允许一个进程中止另外一个进程。实现原则：◆时间片原则◆优先权原则◆短进程优先原则3．中级调度---交换

4、调度有些系统归纳为内存调度，在就绪队中，选择暂不需要的进程调度到外存，必要时调入内存。4.线程调度---进程执行中的控制线索调度2021/7/384.1操作系统中的调度（4）三、调度类型（续３）四、衡量调度策略最常用的4个指标●周转时间：指将一个作业提交给计算机系统后到该作业的结果返回给用户所需要的时间。●吞吐率：在给定的时间内，一个计算机系统所完成的工作总量。●响应时间：则是指从用户向计算机发出一个命令到计算机把相应的执行结果返回给用户所需要的时间。●设备利用率：主要指输入输出设备的使用情况。2021/7/394.1操作系统中的调度（

5、5）四、衡量调度策略最常用的4个指标▉特别强调：在多道批处理系统中，存在着作业调度和进程调度。但是，在分时系统和实时系统中，不存在作业调度，而只有进程调度、交换调度和线程调度。这是因为在分时系统和实时系统中，为了缩短响应时间或为了满足用户需求的截止时间，作业不是建立在外存，而是直接建立在内存中。2021/7/3104.1操作系统中的调度（6）五、作业与进程的关系●作业是用户向计算机提交任务的任务实体，例如一次计算、一个控制过程等。●进程则是计算机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。●一个作业总是由一个以上的多

6、个进程组成●系统首先必须为一个作业创建一个根进程。●在执行作业控制语句时，根据任务要求，系统或根进程为其创建相应的子进程，●为各子进程分配资源，进行调度以完成作业要求的任务。2021/7/3114.2作业调度（1）一、作业的状态及其转换1．个作业从用户提交开始到真正占有处理机而被执行，则要由系统经过多级调度才能实现2．一个作业处理要经历提交、收容、执行和完成4个状态●一个作业在其处于从输入设备进入外部存储设备的过程称为提交状态。处于提交状态的作业，因其信息尚未全部进入系统，所以不能被调度程序选取。●收容状态也称为后备状态。输入管理系统不

7、断地将作业输入到外存中对应部分（或称输入井）。若一个作业的全部信息已全部被输入进输入井，在还未被调度去执行之前，该作业处于收容状态。2021/7/3124.2作业调度（2）一、作业的状态及其转换（续1）●作业调度程序从后备作业中选取若干个作业到内存投入运行。它为被选中作业建立进程并分配必要的资源，这时，这些被选中的作业处于执行状态。●当作业运行完毕，但它所占用的资源尚未全部被系统回收时，该作业处于完成状态。在这种状态下，系统需做诸如打印结果、回收资源等类的善后处理工作。进程调度作业调度线程调度交换调度完成状态收容状态提交状态就绪等待执行

8、等待就绪图4.1作业的状态及转换2021/7/3144.2作业调度（3）二、作业调度的功能1.记录作业状况:主要通过JCB感知作业存在2.作业调度程序根据选定的调度算法，从后备作业队列中挑选出若干作业去投入