《计算机操作系统》课件教案ppt 第3章 处理机调度与死锁

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1、Chapter3处理机调度与死锁§3.1处理机调度的基本概念§3.2调度算法§3.3实时调度§3.4产生死锁的原因和必要条件§3.5预防死锁的方法§3.6死锁的监测与解除§3.1处理机调度的基本概念在多道程序系统中，一个作业被提交后，必须经过处理机调度后，方能因获得处理机而执行。对于批量型作业而言，通常需要经历作业调度（高级调度）和进程调度（低级调度）两个过程后，方能获得处理机。对于终端型作业，则通常只须经过进程调度。在较完善的操作系统中，往往还设置了中级调度。对于上述的每一级调度，又都可采用不同的调度方式和调度算法。本节主要是对处理机调度的基本概念做较详细的阐述。§3.1.1高级、中级和低级

2、调度高级调度又称为作业调度或长程调度(Long-Termscheduling),用于决定把外存上处于后备队列中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，作业进入系统后，是先驻留在外存上的，因此需要有作业调度的过程，以便将它们分批地装入内存。在分时系统和实时系统中，通常不需要作业调度。高级调度(续)高级调度(续)在每次执行作业调度时，都须做出以下两个决定。接纳多少个作业作业调度每次要接纳多少个作业进入内存，取决于多道程序度。即允许多少个作业同时在内存中运行。数目太多时，可能会影响到系统的服务质量，比如，使周转时间太长。数

3、量太少时，又会导致系统的资源利用率和系统吞吐量太低，接纳哪些作业应将哪些作业从外存调入内存，将取决于所采用的调度算法。低级调度低级调度用来决定就绪队列中的哪个进程应获得处理机，然后再由分派程序执行把处理机分配给该进程的具体操作。进程调度方式是指当某一进程正在处理机上执行时，若有某个更为重要或紧迫的进程需要进行处理，即有优先权更高的进程进入就绪队列，此时应如何分配处理机。进程调度是最基本的一种调度，在三种类型的OS中，都必须配置这级调度。低级调度(续)低级调度（续）-两种调度方式非抢占方式指当某一进程正在处理机上执行时，即使有某个更为重要或紧迫的进程进入就绪队列，仍然让正在执行的进程继续执行，直

4、到该进程完成或发生某种事件而进入完成或阻塞状态时，才把处理机分配给更为重要或紧迫的进程。非剥夺方式又称非抢占方式、不可剥夺方式。低级调度(续2)引起进程调度的因素可归结为这样几个：①正在执行的进程执行完毕，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，如wait操作（P操作）、Block原语、Wakeup原语等。特点：实现简单、系统开销小，适用于大多数的批处理系统环境。但它难以满足紧急任务的要求。低级调度（续3）低级调度-两种调度方式抢占方式指当一个进程正在处理机上执行时，若有某个更为重要或紧迫的进程需要使用处理机，则立即

5、暂停正在执行的进程，将处理机分配给这个更重要或紧迫的进程。剥夺方式又称抢占方式、可剥夺方式。低级调度（续4）抢占的原则：优先权原则当高优先权作业到达时，如果其优先权比正在执行进程的优先权高，便停止正在执行（当前）的进程，将处理机分配给优先权高的进程，使之执行。短作业（进程）优先原则当新到达的作业（进程）比正在执行的作业（进程）明显短时，将暂停当前长作业（进程）的执行，将处理机分配给新到的短作业（进程），使之优先执行。时间片原则各进程按时间片运行，当一个时间片用完后，便停止该进程的执行而重新进行调度。这种原则适用于分时系统、大多数的实时系统，以及要求较高的批处理系统。中级调度中级调度引入中级调度

6、的主要目的，是为了提高内存利用率和系统吞吐量。应使那些暂时不能运行的进程不再占用宝贵的内存资源，而将它们调至外存上去等待，把此时的进程状态称为就绪驻外存状态或挂起状态。当这些进程重又具备运行条件、且内存又稍有空闲时，由中级调度来决定把外存上的哪些进程，重新调入内存，并修改其状态为就绪状态，挂在就绪队列上等待进程调度。中级调度实际上是存储器管理中的对换功能。三种调度总结三种调度总结进程调度的运行频率最高，分时系统中通常是10-100ms进行一次进程调度，因而进程调度算法不能太复杂，以免占用太多的CPU时间。作业调度往往是发生在一个（批）作业运行完毕，退出系统，而需要重新调入一个（批）作业进入内存

7、时，故作业调度的周期较长，大约几分钟一次。因而也允许作业调度算法花费较多的时间。中级调度的运行频率，基本上介于上述两种调度之间。§3.1.2调度队列模型仅有进程调度的调度队列模型在分时系统中，通常仅设置了进程调度，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。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，至于到底采用其中哪种形式，则与OS类型和所采用的调度算法有