6多处理器系统和处理器管理(作业调度)

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1、第六章多处理器系统和处理器管理无论是在操作系统控制下执行的程序，还是操作系统程序白己，都最终是要在处理器上执行,以便实现其功能。计算机系统的核心是中央处理器。■如果一个计算机系统只包括一个中央处理器，称之为单处理器系统。■如果有多个中央处理器，则称之为多处理器系统。6.1多处理器系统随着信息和网络技术的发展，进入信息时代，带给计算机领域的一个重要的趋势是越来越普遍的使用多重处理，即配置一个有几个甚至几百个处理器的计算机系统。主要原因是由于人们要求处理的信息越來越庞大，要求具有更高性能更高处理速度的计

2、算机系统。多处理器系统的优点■可靠性；■高度并行性；■多处理器可增强单处理器计算机系统的能力，而又不比显箸增加费用、价格；■建立多重处理，既增强了系统的处理能力，又不必增强完整的额外系统；■多处理器系统提供了重要的灵活性。多处理器的硬件组织■总线式结构■单总线结构多瑞口存储器结构核心：多端口存储器模块6.2多处理器系统的分类■多处理器簇（Cluster,又称分布式系统）多处理器簇是指每个处理器都有自己专用的存储器，每个单元都有口包含的计算机，计算机Z间的通信或者经由专用的线路，或者通过网络。■共享存

3、储器的多处理器系统多个处理器共亨公用存储器，每个处理器共亨对公用存储器中的程序和数据的访问。这种多处理器系统常分为：主从式多处理器结构和对称式多处理器结构主/从式处理器系统在主从式处理器系统中，指定一个处理器作为主处理器，其他处理器皆为从处理器，由于处理器地位是不平等的，所以又称为非对称。只有主处理器可运行操作系统，从处理器仅可执行用户程序。主/从处理器系统的缺点■主处理负载过重；■主处理器故障将引起整个系统故障，可靠性差；■若主处理器不能充分有效地满足从处理器的服务请求，从处理器的利用率会降低。对

4、称式多处理器系统■系统中有多个处理器，所有的处理器处于同等地位■每个处理器都可以运行操作系统和内核程序处理屮断、调度进程等；■每个处理器都同样可以控制I/O设备和系统中其他资源；■系统中所有处理器共享主存储器，没有自己私用的存储器SMP的组织处理器处理器缓存缓存存储器I/O6.3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类型。按照调度的层次，调度可分为三级：■长期调度■按照某种原则从磁盘某些盘区的作业队列和交互作业中选取作业进入主存,并为作业做好运行前的准备工作和

5、作业完成后的善后工作。■中期调度■决定哪些进稈被允许参与竞争处理资源。将进程的部分或全部换出到外存上，将当前所需部分换入到内存。■短期调度■按照某种原则将处理器分配给就绪进程或线程1.作业调度作业的状态：■提交状态■作业被提交给机房后或用户通过终端键盘向计算机中键入其作业时所处的状态。■后备状态■作业的全部信息都已通过输入设备输入，并由操作系统将其存放在磁盘的某些盘区中等待运行。■运行状态■作业调度程序选屮而被送入主存，并建立进程投入运行。■完成状态■作业完成其全部运行，释放其所占用的全部资源。作业

6、调度■作业调度由作业调度程序来完成■作业调度时的两个决定■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。应根据系统的规模和运行速度等因素。■接纳哪些作业：■即应将哪些作业从外存调入内存，这取决于所采用的调度算法。作业调度程序的功能■按照某种调度算法从后备作业队列中挑选作业■为选中的作业分配主存和外设资源■为选中的作业建立相应的进程■为选中的作业运行时所需的有关表格，如作业表等■作业结束时完成该作业的善后处理作业选择调度算法时考虑的问题■设计目标_丄§■资源利用率2匚右'■

7、均衡地处理系统和用户地要亲■在使用优先级地系统中，每个进程都有一个优先级，调度算法应优先运行高优先级进程■在使用优先数的系统中，调度策略还可分为“可抢占”和“不可抢占”两种方式调度的性能准则我们可从不同的角度來判断处理机调度算法的性能，如用户的角度、处理机的角度和算法实现的角度。实际的处理机调度算法选择是一个综合的判断结果。•面向用户的调度性能准则•面向系统的调度性能准则•调度算法本身的调度性能准则面向用户的调度性能准则■周转吋间：作业从提交到完成（得到结果）所经历的吋间。包括：在收容队列中等待，C

8、PU上执行，就绪队列和阻塞队列中等待，结果输出等待一一批处理系统■平均周转时间t■平均带权周转时间（带权周转时间W是1（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一一实时系统，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。如长作业等待很长时间。■平均周转时间t:■优先级：可以使关键任务达到更好的指标。t.为作业I的周转时间Itsi为作