《处理机调度》ppt课件

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1、第4章处理机调度4.1调度的层次4.2性能指标4.3调度算法4.4实时调度处理机管理（即CPU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。14.1.1调度的层次从处理机调度的对象、时间、功能等不同角度，我们可把处理机调度分成不同层次。处理机调度的层次2作业调度：又称为“宏观调度”、“高级调度”。从用户工作流程的角度，一次提交的若干个流程，其中每个程序按照进程调度。时间上通常是分钟、小时或天。内外存交换调度：又称为“中级调度”。从存储器资源的角度。将进程的部分或全部换出到外存上，将

2、当前所需部分换入到内存。指令和数据必须在内存里才能被CPU直接访问。进程调度：又称为“微观调度”、“低级调度”。从CPU资源的角度，执行的单位。时间上通常是毫秒。因为执行频繁，要求在实现时达到高效率。调度层次3作业调度作业调度功能记录系统中各作业的状况从后备队列中挑选出一部分作业投入执行在作业执行结束时作善后处理工作作业调度主要是完成作业从后备状态到执行状态的转变，以及从执行状态到完成状态的转变。4作业调度时机一个作业完成后有新作业提交处理器利用率较低作业调度程序检查系统是否满足作业的资源要求，并按一定算法选取作业。也称为宏观/高级调度。5进程调度在一般的多任务和多用户的系统中，用

3、户的进程数一般都大于处理器数，这必将导致用户进程争夺处理器。操作系统本身的进程也同样需要使用处理器。6进程调度（续）功能：调度程序(dispatcher)记录所有进程的运行状况（静态和动态）选择适当的进程分派CPU时间完成上下文切换进程调度的时机：当进程出让CPU或调度程序剥夺执行状态进程占用的CPU进程执行完毕执行中进程自己调用阻塞原语将自己阻塞执行中进程由于I/O资源而阻塞或唤醒时间片用完高优先级进程就绪或唤醒(可剥夺方式)7进程调度分类从调度方式上看，进程调度有两种类型：一种是非抢占式调度，另一种是抢占式调度。非抢占调度可能引起当前进程主动放弃处理机控制权的情况有两个:l进程

4、运行完毕退出或遇到不可挽回的故障。l运行受阻。82.抢占调度剥夺调度也称作剥夺调度，主要指的是，在系统正常运转期间，如果某种事件出现，系统将迫使正在运行的进程停下来，将CPU控制权交给其它进程。抢占调度的思想源自对高紧迫度作业的响应，优先级是多道程序系统中进程紧迫度的具体体现。当一个紧迫性较高的进程到来，要求在限定的时间内做出响应，管理程序应及时停止正在运行的程序。将控制权交给紧迫性较高的进程。当紧迫性较高的进程有阻塞转为就绪（所等待的操作完成），管理程序立即停止低优先级进程的运行，让高优先级进程立即恢复运行。管理程序要做的工作:比较当前进程与新到来的进程的优先级，如果确认需要剥夺

5、时，将当前进程由运行状态转入就绪状态，然后，将控制权交给紧迫性高的进程。此外，采用时间片轮转或短进程优先原则调度时也归此类。94.1.2调度的分类l批处理调度l分时调度l实时调度10调度算法的公共目标对各作业公平、合理，使用户满意：执行时间长短、等待时间等充分利用资源：CPU忙、I/O设备忙将各种类型的作业合理搭配起来进行调度4.2调度算法的设计目标和性能准则11批处理系统：吞吐量、周转时间、CPU利用率分时调度：响应时间、均衡性实时调度：时限要求12性能指标：1．平均周转时间平均周转时间T越小，系统吞吐量就越大。T的计算公式为：其中：n为单位时间内的作业数量。tfi为作业i的完成

6、时间。tbi为作业的开始时间。132.平均带权周转时间这一准则主要是针对批处理系统的。为了描述系统对短小作业的优惠程度，可使用作业的平均带权周转时间W作为评价参数。W的计算公式为:其中：tsi为作业i的服务时间（也就是运行时间）。W越小，说明系统对短小作业越优惠。143.其它指标响应时间：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。系统吞吐量：单位时间内系统所完成的作业数－－批处理系统。154.3调度算法调度算法决定了系统追求的目标。基本的调度算法有以下几种：lFCFS算法，先来先服务调度。lSJF/SPF（ShortestProcessFirst

7、）算法，短作业/进程优先调度。lHRF（HighestResponseFirst）算法，高响应比优先调度。lRR（RoundRobin）算法，时间片轮转调度。lHPF（HighestProcessFirst）算法，高优先级调度。l多级反馈队列调度算法。16先来先服务(FCFS,FirstComeFirstService)这是最简单的调度算法，按先后顺序进行调度。先来先服务（FCFS）：按照作业进入系统的先后次序进行调度，先进入系统者先调度；即启动等待时间最长的作业。优