[计算机]软件技术基础：操作系统处理器管理

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1、3.3处理器管理在多道程序运行时，操作系统对处理机的管理就是通过对进程的管理来实现的。代表性的进程定义：1）进程是程序的一次执行；2）进程是可以和别的计算并发执行的计算；3）进程可定义为一个数据结构及能在其上进行操作的一个程序；4）进程是一个程序及其数据在处理机上执行时所发生的活动；5）进程是程序在一个数据集合上运行的过程，它是系统进行资源分配和调度的一个独立单位。331基本概念与术语1.作业和进程作业是从事物处理看工作的处理过程。进程是从系统处理看工作的处理过程。例：医生看病，病人看病需要挂号、预约、就诊、验血、做

2、CT,就诊、収药等作业。医生诊断过程就是进程。就诊的环节，病人称为作业，医生称为进程诊疗室就是CPU（1）作业、作业步•一个作业是指在一次应用业务处理过程屮，从输入开始到输出结束，用户要求计算机所做的有关该次业务处理的全部工作。•作业由不同的顺序相连的作业步组成。•作业步是在一个作业的处理过程屮，计算机所做的相对独立的工作。（2）进程和程序进程与程序的关系0程序是指令的有序集合，其本身没有任何运行的含义，是一个静态的概念。而进程是程序在处理机上的一次执行过程，它是一个动态的概念。0程序可以作为一种软件资料长期存在，而

3、进程是有一定生命期的。程序是永久的，进程是暂吋的。0进程更能真实地描述并发，而程序不能；进程是由程序和数据两部分组成的。0进程具有创建其他进程的功能，而程序没有。0同一程序同时运行于若干个数据集合上，它将属于若干个不同的进程。也就是说同一程序可以对应多个进程。特权指令、处理机状态特权指令：只能由操作系统使用非特权指令：供一般用户使用管态（主态、执行状态）：此时处理器执行特权指令。目态（算态、题目状态）：此时处理器处于用户状态。3.处理器管理3.4.1处理机调度的层次1.高级调度高级调度又称为作业调度或宏观调度。其主要

4、功能是根据一定的算法，从输入的一批任务（作业）中选出若干个作业，分配必要的资源，如内存、外设等，为它建立相应的用户作业进程和为其服务的系统进程（如输入/输出进程），最后把它们的程序和数据调入内存，等待进程调度程序对其执行调度，并在作业完成后作善后处理工作。1.屮级调度屮级调度涉及进程在内外存间的交换。为缓解内存紧张问题，在许多系统屮设立了屮级调度。中级调度的主要功能是在内存使用紧张吋，将一些暂时不能运行的进程从内存对换到外存上等待。以后，当内存有足够的空闲空间时，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

5、的主要目的是为了提高内存的利用率和系统吞吐量。2.低级调度低级调度乂称进程调度或微观调度，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-个进程。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，在一般的操作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的性能。3.3.2作业调度1作业状态转换及作业控制块①提交状态：一个作业被提交给机房后或用户通过终端键盘向计算机键入其作业吋所处的状态②后备状态（收容状态）：作业的全部信息都已通过输入机

6、输入，并由操作系统将其存在磁盘的某些分区（存放作业的输入井）屮等待运行。③运行状态：作业一旦被作业调度程序选中而被送入主存中投入运行。④完成状态：作业完成其全部运行，释放出其所占用的全部资源。准备退出系统吋的作业。•作业控制块1）作业标识2）作业名3）估计运行时间4）优先级5）作业创建时间6）作业状态7）作业对其他资源的要求1.作业调度的功能通常作业调度程序要完成以下的工作：（1）按照某种调度算法，从作业队列屮选取作业进入内存。（2）调用存储管理和设备管理程序，为选中的作业分配内存和外设。作业基本情况描述用户名作业名

7、使用语言名允许最大处理时间等等作业控制描述控制方式操作顺序出错处理等等作业资源耍求描述要求处理时间内存空间外设类型和数量处理机优先级库函数或实用程序等等(4)作业运行完毕时回收该作业站用的资源,输出必要的信息,撤消该作业的JCB（进（3）为选中的作业建立相应的进程。程控制块）与相应的进程。2.作业调度算法•调度算法的设计原则1）公平2）提高资源利用率3）对资源的均衡使用4）提尚该系统的吞吐暈5）响应时间短几种调度算法:（1）先来先服务算法小作业可能回等待时间比较长。（2）基于优先级的调度算法优先数二（等待时间）2-（

8、要求运行时间）・输出量（3）分时和优先级相结合的作业调度3.3.3进程调度1•进程的状态转换和进程控制块1.进程的三种基本状态进程在运行过程屮有3种基木状态。这些状态与系统调度占有处理机密切相关。所以又称它们为进程调度状态。•运行状态（Running）当一个进程已分配到处理机，它的程序正由处理机执行时，称此进程处于执行状态。•就绪状态（Read