《处理机调度与死锁》PPT课件

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1、第三章　处理机调度与死锁3.1处理机调度的层次3.2调度队列模型和调度准则3.3调度算法3.4实时调度3.5产生死锁的原因和必要条件3.6预防死锁的方法3.7死锁的检测与解除3.1处理机调度的层次高级、中级和低级调度3.1.1高级调度（HighLevelScheduling)作业调度或长程调度（LongTermScheduling）1．作业和作业步(1)作业(Job)。作业不仅包含了通常的程序和数据，而且还应配有一份作业说明书，系统根据该说明书来对程序的运行进行控制。在批处理系统中，是以作业为基本单位从外存调入内存的。(2)作业步(JobS

2、tep)。作业的每一个顺序加工步骤称为一个作业步，各作业步之间存在着相互联系，往往是把上一个作业步的输出作为下一个作业步的输入。例如，一个典型的作业可分成三个作业步：①“编译”作业步，通过执行编译程序对源程序进行编译，产生若干个目标程序段；②“连结装配”作业步，将“编译”作业步所产生的若干个目标程序段装配成可执行的目标程序；③“运行”作业步，将可执行的目标程序读入内存并控制其运行。(3)作业流。若干个作业进入系统后，被依次存放在外存上，这便形成了输入的作业流；在操作系统的控制下，逐个作业进行处理，于是便形成了处理作业流。2．作业控制块JCB

3、(JobControlBlock)作业控制块是作业在系统中存在的标志，其中保存了系统对作业进行管理和调度所需的全部信息。在JCB中通常应包含的内容有：作业标识、用户名称、用户帐户、作业类型(CPU繁忙型、I/O繁忙型、批量型、终端型)、作业状态、调度信息(优先级、作业已运行时间)、资源需求(预计运行时间、要求内存大小、要求I/O设备的类型和数量等)、进入系统时间、开始处理时间、作业完成时间、作业退出时间、资源使用情况等。作业进入系统建立JCB，插入相应的队列。作业调度程序调度作业装入内存。在作业运行期间，按照JCB中的信息对作业进行控制。作

4、业执行结束时，系统负责回收分配给它的资源，撤消它的作业控制块。3．作业调度作业调度的主要功能是根据作业控制块中的信息，审查系统能否满足用户作业的资源需求，以及按照一定的算法，从外存的后备队列中选取某些作业调入内存，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插入就绪队列，准备执行。因此，有时也把作业调度称为接纳调度(AdmissionScheduling)。在每次执行作业调度时，都须做出以下两个决定。1)决定接纳多少个作业取决于多道程序度(DegreeofMultiprogramming)，即允许多少个作业同时在内存中运行。当内存

5、中同时运行的作业数目太多时，可能会影响到系统的服务质量，比如，使周转时间太长。但如果在内存中同时运行作业的数量太少时，又会导致系统的资源利用率和系统吞吐量太低。多道程序度的确定应根据系统的规模和运行速度等情况做适当的折衷。2)决定接纳哪些作业取决于所采用的调度算法。在批处理系统中，需要有作业调度的过程，以便将它们分批地装入内存。分时系统中无需配置作业调度机制，但需要有某些限制性措施来限制进入系统的用户数。即，如果系统尚未饱和，将接纳所有授权用户，否则，将拒绝接纳。在实时系统中通常也不需要作业调度。3.1.2低级调度（LowLevelSche

6、duling)进程调度、短程调度(ShortTermScheduling)调度的对象是进程(或内核级线程)1．低级调度的功能调度用于决定就绪队列中的哪个进程(或内核级线程，为叙述方便，以后只写进程)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。低级调度程序是操作系统最为核心的部分，低级调度策略的优劣直接影响到整个系统的性能低级调度的过程如下：(1)保存处理机的现场信息。如程序计数器、多个通用寄存器中的内容等，将它们送入该进程的进程控制块(PCB)中的相应单元。(2)按某种算法选取进程。低级调度程序按某种算法，从就绪队列中

7、选取一个进程，把它的状态改为运行状态，并准备把处理机分配给它。(3)把处理器分配给进程。由分派程序(Dispatcher)把处理器分配给进程。此时需为选中的进程恢复处理机现场，即把选中进程的进程控制块内有关处理机现场的信息装入处理器相应的各个寄存器中，把处理器的控制权交给该进程，让它从取出的断点处开始继续运行。2．进程调度中的三个基本机制（1）排队器。（2）分派器(分派程序)。（3）上下文切换机制。当对处理机进行切换时，会发生两对上下文切换操作。在第一对上下文切换时，操作系统将保存当前进程的上下文，而装入分派程序的上下文，以便分派程序运行；

8、在第二对上下文切换时，将移出分派程序，而把新选进程的CPU现场信息装入到处理机的各个相应寄存器中。应当指出，上下文切换将花去不少的处理机时间，即使是现代计算机，每一次上下文切换大