3-处理机管理-处理机调度1

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1、处理机管理ProcessorManagement3处理机管理•3.1进程管理•3.2处理机调度–调度的层次–调度队列模型–调度设计目标–调度算法•3.3死锁处理调度的层次活动状态时间片用完高级调度低级调度高级调度后备就绪运行完成外存事件发生等待事件阻塞活动状态进程内存中级调度外存挂起状态进程调度的层次-高级调度•作业调度/长程调度/接纳调度/宏观调度•多道批处理系统中，大批作业（程序，数据，说明）首先装载进外存（磁盘）中，形成后备队列，等候处理。•高级调度功能：从外存的后备队列中，选取作业调入内存，创建进程，分配资源，等待运行。–作业信息（cpu繁忙型、I/O繁忙型、批量型、终端

2、型、优先级、内存要求、运行时间要求等）–多少作业进入？多道程序度，资源利用率，周转时间–那些作业进入？调度算法（短作业优先，优先级优先等）调度的层次–低级调度/进程调度•用于批处理、分时、实时三种基本类型的系统中•低级调度功能：决定就绪队列中的哪个进程获得处理机•进程调度过程（由进程调度程序完成）–保存当前进程的cpu现场信息（存入当前进程的PCB）–根据调度算法（优先数法、轮转法）挑选就绪进程，及分配运行时间–分派处理机给选中的进程（根据选中进程的PCB信息恢复cpu现场，从断点继续运行）–收回处理机（时间片用完、等待资源、被打断等）•进程调度方式–非抢占式(占有法)：获得处理

3、机后，进程运行不被打断，除非结束或阻塞–抢占式(剥夺法)：进程调度程序可打断获得处理机的运行进程调度的层次–中级调度•交互调度/中程调度•目的：提高内存利用率和系统吞吐量–内存中进程多，切换就多，运算效率降低•中级调度功能:将活动进程挂起,将挂起进程激活•调度过程：–当内存空间紧张时，根据调度算法和准则，将某些进程挂起。即把它们的程序和数据从内存中调出，临时储存在外存上。–当内存空间宽松时，将具备执行条件的进程重新调入内存，参与进程调度。•存储器管理中的对换功能调度队列模型–进程调度•常用于分时系统，故又称分时调度•键盘输入的命令直接进入内存时间片用完交互作业进程调度进程完成就绪

4、队列CPU等待事件阻塞队列事件发生调度队列模型–高级和低级调度•常用于批处理系统，故又称批处理调度•可以有多个阻塞队列高批量作业时间片用完级调度进程调度进程完成后备队列就绪队列CPU等待事件事件发生阻塞队列调度队列模型–三级调度高批量作业时间片用完级调度进程调度进程完成后备队列就绪队列CPU中级调度挂起激活就绪挂起队列交互作业事件发生阻塞挂起队列挂起等待事件阻塞队列事件发生调度算法的设计目标•公共系统：进程资源分配平等，系统设备使用均衡•批处理系统：大吞吐量、小周转时间、高cpu利用率•分时系统：短响应时间（从发出命令到得到响应之间的时间）•实时系统：保证截止时间（某任务必须开始

5、执行的最迟时间，或必须完成的最迟时间）设计目标的量化•周转时间：从作业提交到完成的时间nT1T–平均周转时间：nii1•带权周转时间：作业周转时间/作业运行时间nW1Ti–平均带权周转时间：nTsii1•系统吞吐量：单位时间内完成的作业数•响应时间：提交请求到得到相应的时间间隔•处理机利用率：单位时间内处理机运行用户程序的时间比调度算法-先来先服务（FCFS）•作业调度：从后备队列中选择一个或多个最先进入队列的作业，将他们调入内存、分配资源、创建进程、然后放入就绪队列。•进程调度：从就绪队列中选择一个最先进入该队列的进程，为之分配处理机，使之投入运行。•有利于长作业或

6、长进程，不利于短作业或短进程•有利于cpu繁忙型，不利于I/O繁忙型调度算法-短作业/进程优先（SJF/SPF）•作业调度：从后备队列中选择一个或多个估计运行时间最短的作业，将他们调入内存运行。•进程调度：从就绪队列中选择一个估计运行时间最短的进程，为之分配处理机，使之运行到结束，或因等待时间而阻塞。•能有效降低作业等待时间，提高吞吐量•对长作业或长进程不利调度算法-时间片轮转（RR）•就绪队列中的每一个进程，轮流得到cpu一个同等的时间片服务。•系统能在给定的时间内响应所有用户的请求。•常用于分时系统中的进程调度•时间片的大小决定使用效果•不能保证紧迫性进程会被及时处理调度算法

7、-优先级•能满足紧迫性要求•用于批处理系统中的作业调度、通用系统中的进程调度、以及实时系统•非抢占式优先法/优先占有法：分配处理机给最高优先级的进程，运行该进程直至结束或被阻塞•抢占式优先法/优先剥夺法：就绪队列中优先级最高的进程立即得到处理机调度算法–多级反馈队列/分级轮转法•同一队列内，FCFS+RR。不同队列间，优先级法•前队列出，后队列进•先来先服务，短作业优先，长作业不忽略•有利于交互式和I/O繁忙型，不利于cpu繁忙型就绪队列–优先级P1，时间片S1完成就绪队列–优先