第3章处理机调度

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1、第3章处理机调度本章重点3.1调度级别3.2作业调度3.3进程调度一、基本概念二、调度级别一、基本概念处理机调度是操作系统的重要功能之一，其调度策略决定了操作系统的类型，其算法优劣直接影响整个系统的性能。调度问题是操作系统设计的一个中心问题。调度就是选出待分配的作业或进程。处理机调度的目的就是分配处理机。除了挑选合适的进程投入运行以外，调度程序还要关注CPU的利用效率。在不同的操作系统中所采用的调度方式并不完全相同,可以采用一级调度、两级调度或三级调度，且调度的算法也可以完全不同。三级调度：作业从进入系统到最后完成，经

2、历高级调度、中级调度和低级调度三级调度。两级调度：作业从进入系统到最后完成，经历高级调度和低级调度两级调度。一级调度：作业从进入系统到最后完成，只经历低级调度一级调度。二、调度级别①高级调度高级调度：又称作业调度。主要功能：根据一定的算法，从输入的一批作业中选出若干个作业，分配必要的资源，如内存、外设等。为其建立相应的用户作业进程和为其服务的系统进程（如I/O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进行调度，并在作业完成后作善后处理工作。②中级调度为了使内存同时存放的进程数目不至于太多，有时需将某些

3、进程从内存中移到外存上，以减少内存中多道程序的数目。引入中级调度的目的是提高内存的利用率和系统吞吐量。实际上是内存管理中的对换功能。③低级调度低级调度：又称进程调度。主要功能：根据一定的算法将CPU分配给就绪队列中的一个进程。执行进程调度的程序称为进程调度程序，由它实现各个进程之间在CPU上的切换。进程调度程序运行频率很高，在分时系统中往往经过几十毫秒就要运行一次。进程调度是操作系统中最基本的一种调度。在一般类型的操作系统中都必须有进程调度，且调度策略的优劣直接影响整个系统的性能。3.1调度级别3.2作业调度3.3进程

4、调度一、作业状态二、作业调度一、作业状态提交状态：用户向系统提交一个作业时，该作业所处的状况。后备状态：用户作业经过输入设备送入输出井（磁盘）中存放，等待进入内存时所处的状况。此时，该作业的数据已转换成为机器可读的内部形式，并且作业请求资源等信息也交给了操作系统。执行状态：作业分配到所需要的资源，被调入内存，其进程经调度在处理机上执行相应的程序时所处的状况。此时该作业真正处于活动状态。完成状态：作业完成了计算任务，结果由打印机输出，最后由系统收回分配给它的全部资源，准备退出系统时的作业状况。作业的流程二、作业调度作业控

5、制块（JobControlBlock，JCB）：为了管理和调度作业，系统为每个作业设置了一个作业控制块（JCB），它记录该作业的有关信息。不同系统的JCB的组成内容有所区别。作业控制块的主要内容作业名XXX资源要求预估的运算时间、最迟完成时间、要求的内存量、要求的外设类型、台数，要求的文件量和输出量资源使用状况进入系统的时间、开始运行的时间、已运行时间、内存地址、外设台号。类型级别控制方式、作业类型、优先级状态提交/后备/执行/完成JCB是作业在系统中存在的唯一标志。作业进入系统时由SPOOLing系统为每个作业建立一

6、个JCB；当作业退出系统时，则它的JCB也一起被撤消。在磁盘输入井中的所有后备作业按作业类型（CPU型、I/O型等）组成不同的后备作业队列。由作业调度程序从中挑选作业，随后放入内存，予以运行。作业调度主要用于批处理系统。2.作业调度的主要任务：完成作业从后备状态到执行状态和从执行状态到完成状态的转换。作业调度的主要功能：记录系统中各个作业的情况;按照某种调度算法从后备作业队列中挑选作业;为选中的作业分配内存和外设等资源;为选中的作业建立相应的进程;作业结束后进行善后处理工作。3.1调度级别3.2作业调度3.3进程调度一

7、、进程调度的功能和时机二、两级调度模型三、三级调度模型一、进程调度的功能和时机进程调度为低级调度，完成进程状态从就绪态到运行态的转化。进程调度程序完成一台物理CPU转变为多台虚拟（或逻辑）CPU的工作。进程调度程序是操作系统的核心功能，它直接负责CPU的分配。系统中所有进程都是在CPU上运行的，进程调度程序就是它们的切换开关。1.进程调度的主要功能保存现场：当前运行的进程调用进程调度程序时,即表示该进程要求放弃CPU。这时，进程调度程序把它的现场信息,如程序计数器及通用寄存器的内容等保留在该进程PCB的现场信息区中；挑

8、选进程：根据一定的调度算法,从就绪队列中选出一个进程,并将其状态置为运行态,准备分配CPU；恢复现场：为选中的进程恢复现场信息,并将CPU控制权交给该进程,从而接着上次间断的地方继续运行。2.进程调度的时机任务完成：正在运行的进程完成任务后,主动释放对CPU的控制；等待资源：正在运行的进程由于等待某些资源或事件,不得不放弃CPU;