05 处理机调度

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1、第五章处理机调度15.1调度的类型和模型虽然处理机调度的主要目的都是为了分配处理机，但在不同的OS中采用的调度方式不是完全相同的。可以从不同的角度对处理机调度进行分类：一种是常用的分类方法，即按调度的层次分类，把调度分为作业、中级和进程三种调度；另一种是较常用的分类方法，即按OS的类型分类，把调度分为批处理调度、分时调度、实时调度和多处理机调度。25.1.1作业调度1.作业状态及其状态变迁从作业控制方式来分，作业可分为批处理型作业和交互型作业，这里所指的作业状态是批处理型作业的状态。批处理型作业实体是由用户提交的程序、数据文件以及表达控制该作业执行过程的作业

2、说明书三部分组成。作业从提交给系统直到它完成后离开系统前的整个活动过程常划分为若干阶段。每阶段所处的状态称为作业状态3(1)提交状态程序员把已存储作业实体的某种介质，如卡片、纸带、软盘,上交给机房后或用户通过终端键盘向计算机键入其作业时所处的状态为提交状态。(2)后备状态系统操作员把载有作业实体的某种介质，放在相应的输入设备上，输入到计算机系统硬盘的输入井中（相应的盘区专门用来存放作业实体信息的）等待调度运行时的状态，称为后备状态。(3)运行状态硬盘输入井中处于后备状态的作业，被作业调度选中送入内存中投入运行时的状态，称为运行状态。(4)完成状态作业正常运行

3、结束或因发生错误而终止时，释放其占有的全部资源，准备离开系统时作业的状态，称为完成状态。452.作业调度及其功能作业调度是按照某种调度算法从后备作业队列中选择作业装入内存运行。完成作业调度功能的程序称为作业调度程序。作业调度程序通常要完成如下工作：记录作业情况选择作业分配资源，建立作业的进程作业善后处理65.1.2中级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。中级调度实质上是决定允许哪些进程有资格参与竞争处理机资源，实际上是存储器管理中的对换功能。实施的方法是“挂起”和“解除挂起”一些进程，将进程的程序和数据在内存与外存间进行对换，以达到

4、短期调整系统负荷的作用。中级调度实中级调度通常配置于具有挂起功能的操作系统中。72.引起中级调度的原因存储分配请求受阻就绪队列太长进程等待I/O紧缩存储空间解除挂起优先级高的进程到来85.1.3进程调度进程调度是按照某种调度算法从就绪状态的进程中选择一个进程到处理机上运行。负责进程调度功能的内核程序称为进程调度程序。进程调度程序运行的频率很高，在分时系统中通常是几十毫秒就运行一次。进程调度是处理机的最基本的一种调度，在任何一种OS中都必须配置这级调度。进程调度程序在系统中以原语形式存在，它为进程在系统内活动提供支持。9进程调度与作业调度的区别在于，进程调度才

5、是真正让某个就绪状态的进程到处理机上运行；而作业调度选择的是后备状态的作业装入内存运行，是个宏观的概念，使作业只是具有了竞争处理机的机会，将来真正在处理机上运行的是该作业的相应进程。101.进程调度的功能记录系统中所有进程的状态信息决定分配策略实施处理机的分配和回收112.引起进程调度的原因进程运行结束进程阻塞进程被激活系统调用返回时间片用完高优先级进程到来123.进程调度的方式(1)非抢占方式这种调度方式是，一旦把处理机分配给某进程后，就让该进程一直执行下去，直至该进程完成或由于等待某事件发生而被阻塞时，OS才收回处理机，并再把处理机分配给其他进程，OS不

6、强行收回正在执行的进程所占用的处理机。优点是实现简单、系统开销小，适用于大多数的批处理系统环境。缺点是它难于满足紧迫任务立即执行的要求，因而在实时要求比较严格的实时系统中不宜采用这种调度方式。13(2)抢占方式这种调度方式，允许进程调度程序根据某种原则，去停止某个正在执行的进程，将已分配给当前正在执行的进程的处理机收回，重新分配给另一个进程。抢占的原则有下面三点：①时间片原则。②优先级原则。③短进程优先原则。抢占调度方式适用于分时系统和大多数实时系统中。145.2调度算法的性能评价在设计系统调度程序时，首先要决定选择什么调度算法，然后依据此算法来编制相应的调

7、度程序。选择调度算法时要考虑的因素很多，如系统各类资源的均衡使用；用户作业到达系统的时间；对用户公平并使用户满意；作业的优先级；对内存和外设的要求以及整个系统的效率等。但这些因素之间往往相互矛盾，很难兼顾。因此，选择调度算法时应将那些对系统运行影响较大的关键因素作为主要依据。151.系统设计目标系统设计目标是选择算法的主要依据，由于目标不同，系统的设计要求自然也不同。批处理系统所主要追求的是大的系统吞吐量，要求充分发挥和提高计算机的效率；实时系统所主要关心的是不丢失实时信息和及时加以处理；而分时系统则主要注重于保证用户的请求能及时响应，使用户有独占计算机的感

8、觉。162.均衡地处理系统和用户的要求一般说来，用户