处理机调度与死锁(1-2)

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1、第三章处理机调度与死锁3.1处理机调度的基本概念3.2调度算法3.3实时调度3.4多处理机系统中的调度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死锁的检测与解除淮海工学院计算机科学系作业的状态及其转换批处理系统才有作业的概念，分时系统没有作业的概念；作业的状态分为：提交、后备、运行和完成；提交状态：作业再输入设备上并准备进入外存输入井前的状态。用户作业通常包括：程序、数据和作业说明书后备状态：由SPOOLing输入程序输入到外存输入井中，为其建立作业控制块（JCB），并将JCB插入到后

2、备作业队列中的状态运行状态：作业被作业调度程序选中，由外存输入井调入到内存，为其分配了所需的资源并建立了进程，此时作业就进入到运行状态。完成状态：当作业正常结束或异常终止时，就进入完成状态。由作业调度程序做收尾工作：撤销JCB、回收分给该作业的系统资源等。3.1处理机调度的基本概念淮海工学院计算机科学系作业的状态及其转换提交后备运行就绪阻塞就绪阻塞完成SPOOLing程序作业调度程序进程调度程序中级调度外存外存输入井输入设备内存淮海工学院计算机科学系在多道批处理系统中，一个作业从提交到后备作业队列，

3、再调入内从经运行到完成，可能需要经历三级调度：1.高级调度（HighScheduling)高级调度又称为作业调度或宏观调度或长程调度，其主要功能是根据一定的算法，从后备作业队列（一批作业）中选出若干个作业调入内存，并为它们创建进程和分配必要的资源，然后将创建的新进程放入进程就绪队列中，使其处于就绪状态。当作业运行结束时，还要做一些善后工作（资源回收）3.1.1处理机调度的层次淮海工学院计算机科学系高级调度特点：1）多道批处理系统需要作业调度；分时系统和实时系统一般不需要高级调度。2）每次调度多少作业

4、（程序）？需由系统规定的多道程序度而定；3）调度那些作业？由调度算法（策略）而定，如先来先服务，短作业优先调度，优先权调度算法等。淮海工学院计算机科学系2.中级调度(Intermediate-LevelScheduling)中级调度又称之为中程调度(Medium-TermScheduling)，中级调度主要任务是实施进程在内、外存间的交换；中级调度的主要功能是在内存使用紧张时，将一些暂时不能运行的进程从内存对换到外存上等待（此时的进程状态称为挂起状态或驻留外存状态）。以后，当外存有足够的空闲空间时，

5、再将合适的进程重新换入内存，等待进程调度。引入中级调度的主要目的是为了提高内存的利用率和系统吞吐量。淮海工学院计算机科学系3.低级调度(LowLevelScheduling)低级调度又称进程调度或微观调度或短程调度，其主要功能是根据一定的算法，将CPU分派给就绪进程队列中的某一进程。执行低级调度功能的程序称为进程调度程序，由它实现CPU在进程间的切换。进程调度是操作系统中最基本的一种调度，在一般操作系统（包括：多道批处理系统、分时系统和实时系统）中都必须有进程调度，而且它的策略的优劣直接影响整个系统

6、的性能。淮海工学院计算机科学系4、进程调度方式非抢占方式（Nonpreemptive）：在这种调度方式下，一旦一个进程被选中运行，它就一直运行下去，直到它运行结束并自愿放弃CPU，或者因等待某一事件而被阻塞或终止时为止，才把CPU出让给其他进程，即得到CPU的进程不管运行多长时间，都一直运行下去，不会因为当前进程以外的原因而被迫让出CPU。引起调度的原因：1）当前进程运行结束或发生某事件而终止；2）当前进程因提出I/O请求而阻塞；3）进程之间通信或同步而由于执行原语而等待。淮海工学院计算机科学系抢占

7、方式（Preemptive）：抢占方式允许调度程序根据某种策略中止当前进程的执行，将其移入就绪队列，并将处理机分派给另一个进程使之投入运行。抢占原则：1）优先权原则：允许高优先权进程抢占低优先权的CPU；2）短作业原则：允许短进程抢占长进程的处理机；3）时间片原则：分时系统中的当前进程，若时间片规定的时间用完，不管是否运行结束，都要立即中止放到就绪队列中，再将CPU分派给其它进程。淮海工学院计算机科学系3.1.2调度队列模型不同OS对高级、中级和低级调度的选取形成了不同的调度队列模型，共有3种类型。

8、1、仅有进程调度的调度队列模型常在分时系统中设置仅有进程调度的调度队列模型。终端用户的登录注册以及交互命令的输入执行，系统都将为其建立进程，并放在FIFO就绪队列中，按照时间片轮转调度执行。进程的调度和变化过程如下图所示。淮海工学院计算机科学系图3-1仅具有进程调度的调度队列模型P1P2P4淮海工学院计算机科学系2.具有高级和低级调度的调度队列模型在批处理系统中，不仅需要进程调度，而且还需要作业调度。若OS中仅包含高级调度和低级调度就形成了具有高级和低级调度的队列模型