《处理机调度 》ppt课件

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1、第三章处理机调度§1调度级别§2调度的功能、时机及方式§3调度原则与评估标准§4调度算法§5调度的实现§１调度级别１.高级调度即作业调度。它决定允许哪些作业可参与竞争ＣＰＵ和其它系统资源，从状态观点，就是将一个或一批作业从后备状态变为运行状态。一个作业一旦被高级调度选中，便可获得所需要的基本内存和设备资源，并被装入内存，此后就以进程形式参与并发运行，与其它进程竞争ＣＰＵ。换言之，高级调度决定给哪个作业分配一台虚拟处理机，获得虚拟处理机的作业将在该虚拟处理机上顺序执行。从这个意义上说，高级调度进行的是虚拟处理机的分配，即ＣＰＵ

2、的宏观调度，故高级调度亦称宏观调度。２中级调度中级调度决定哪些进程可参与竞争ＣＰＵ，从状态观点，就是将进程从活动态变为静止的挂起态，或者将进程从挂起态变为就绪态或等待态。这主要是为了短期调整系统负荷，以缓和内存使用紧张的矛盾。中级调度的实质是执行“挂起”和“激活”操作；挂起一个进程是把该进程的实体（程序和数据）从内存迁移到外存的专门区域，称为交换区，并释放该进程占用的用户内存区，这称为“换出”；反之，激活一个进程是把该进程的实体从外存交换区迁移到内存，这称为“换进”。故中级调度也常称为进程交换，通常仅用于分时系统。３低级调度即

3、进程调度。它决定哪个进程可获得物理ＣＰＵ，从状态观点，就是将某个进程从就绪态变为执行态。被低级调度选中的进程将实际获得ＣＰＵ，并可立即在物理ＣＰＵ上执行它的程序。因此，低级调度是处理机三级调度中的终结调度，亦称ＣＰＵ的微观调度。图３-１处理机的三级调度§２调度的功能、时机及方式２.１作业调度的功能与时机（１）按照某种调度算法（即调度策略），根据系统资源的当前使用情况和后备作业对资源的需求，挑选一个或多个后备作业投入运行；（２）为选中的作业分配基本的内存和设备资源，这通过调用内存分配程序和设备分配程序来完成；（３）为选中的作业建立进

4、程，将进程实体装入内存，这通过调用建立进程原语来实现。一般来说，在下列情况下将启动作业调度：（１）设ｍ为系统支持的在主机上运行的最大作业数（也称道数），ｎ为在主机上运行的当前作业数。如果ｎ＜ｍ，且存在后备作业，则启动作业调度；（２）当一作业运行终止而被撤销后，如果存在后备作业，则立即启动作业调度崐；（３）在分时系统中，当一用户在某终端上通过交互会话被核准其注册的登录作业名及其口令后，立即启动作业调度。２.２进程调度的功能与时机启动进程调度的时机可归结为：（１）现行进程执行完它的当前ＣＰＵ时值时，这包括现行进程执行完毕而终止

5、或现行进程因等待某个事件而自行阻塞，此时需要将ＣＰＵ分配给一个新的就绪进程；（２）在采用剥夺调度方式的系统中，当发生了某种剥夺事件，例如，当发生了时间片中断或有比现行进程具有更高优先级的进程进入了就绪队列时，此时系统要回收现行进程占用的ＣＰＵ并进行重新调度。２.３调度方式一进程在ＣＰＵ上的一次连续执行过程称为该进程的一个ＣＰＵ周期。一个ＣＰＵ周期由进程自我终止。当进程需等待某个事件而进入等待态时，便终止了它的当前ＣＰＵ周期。待等待事件发生后，进程将开始下一个ＣＰＵ周期。进程执行完毕进入停止状态则终止了它的最后一个ＣＰＵ周期。一个进程在

6、其并发运行过程中通常有若干个离散的且长短不等的ＣＰＵ周期。例如，一进程需要在ＣＰＵ上执行的总时间为１ｓ，在１００ｍｓ、４５０ｍｓ、６００ｍｓ的执行点处它分别要等待三个事件而暂停执行，即该进程有四个分别为１００ｍｓ、３５０ｍｓ、１５０ｍｓ以及４０ｍｓ的ＣＰＵ周期时值。当现行进程执行完它的一个ＣＰＵ周期时，系统应及时把ＣＰＵ转交给另一个进程去执行它的ＣＰＵ周期，这是导致进程调度的基本原因，也是实现多部件并行和多进程并发的基本要求。进程调度方式包括剥夺式与非剥夺式。在剥夺方式下，当现行进程正在执行它的一个ＣＰＵ周期期间，系统有权强行分割该进

7、程的当前ＣＰＵ时值，即强行剥夺现行进程正占用的ＣＰＵ，并把ＣＰＵ分配给另一进程，换言之，如果一个进程的一个ＣＰＵ周期可能被分割成两个或更多个ＣＰＵ周期，则系统采用的是剥夺式调度。反之，在非剥夺方式下，一个进程一旦获得ＣＰＵ便一直执行下去，直到完成它的当前ＣＰＵ周期，系统才重新调度，换言之，系统无权分割进程的任一ＣＰＵ周期。§３调度原则与评估标准一般需综合考虑以下四个基本调度原则：（１）尽量提高系统的吞吐量，系统吞吐量是指在单位时间内完成的平均作业数；（２）均衡利用资源，使ＣＰＵ与外设尽量都保持“忙”状态；（３）对所有的作业都应公平

8、，任何一个作业的完成都不能被无限延迟；（４）如果支持优先级，应对优先级高的作业或进程给予优先服务。下面是几项主要的评估标准：（１）平均周转时间作业ｉ从提交时刻ｔis到完成时刻ｔic所经历的时间称为该作业的周转时间Ｔｉ