第4章 处理机调度

《第4章 处理机调度》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第4章处理机调度4.1分级调度4.4作业算法4.6进程调度4.4调度算法4.5算法评价4.6实时系统调度方法在多道程序环境下，进程数目往往多于处理机数目，致使它们争用处理机。这就要求系统能按某种算法，动态地把处理机分配给就绪队列中的一个进程，使之执行。分配处理机的任务是由进程调度程序完成的。它是操作系统设计的中心问题之一。进程调度要解决的问题WHAT：按什么原则分配CPU--进程调度算法；WHEN：何时分配CPU--进程调度的时机；HOW：如何分配CPU--CPU调度过程（进程的上下文切换）。调度的职能记录系统中所有进程的有关情况确定分配处理机的原则分配处理机给进程从进程收回处理

2、机衡量调度策略的最常用的几个指标是：周转时间、吞吐率、响应时间以及设备利用率等。周转时间是指将一个作业提交给计算机系统后到该作业的结果返回给用户所需要的时间。吞吐率是指在给定的时间内，一个计算机系统所完成的总工作量。响应时间则是指从用户向计算机发出一个命令到计算机把相应的执行结果返回给用户所需要的时间。设备利用率主要指输入输出设备的使用情况。4.1.1作业的状态及其转换4.1分级调度作业从提交给计算机系统到执行结束退出系统，一般都要经历提交、收容、执行和完成等4个状态。一个作业在其处于从输入设备进入外部存储设备的过程称为提交状态。收容状态也称为后备状态。若一个作业的全部信息已全部

3、被输入进输入井，那么，在它还未被调度去执行之前，该作业处于收容状态。4.1分级调度4.1.1作业的状态及其转换作业调度程序从后备作业中选取若干个作业到内存投入运行。它为被选中作业建立进程并分配必要的资源，这时，这些被选中的作业处于执行状态。当作业运行完毕，但它所占用的资源尚未全部被系统回收时，该作业处于完成状态。4.1分级调度4.1.1作业的状态及其转换4.1分级调度4.1.2调度的层次1.作业调度高级调度或宏观调度。用于决定把外存上处于后备队列中的哪些作业调入内存，创建进程，并分派资源，再将新进程放入就绪队列等待执行实际上进行的是虚拟处理机的分配，即CPU的宏观调度，故高级调度

4、亦称宏观调度。时间上通常是分钟、小时或天。4.1分级调度4.1.2调度的层次1.作业调度在每次执行作业调度时，须做出以下两个决定：接纳多少个作业取决于多道程序度，即允许多少个作业同时在内存中运行。太多则周转时间T长；太少则系统效率低。接纳哪些作业取决于采取的调度算法。4.1分级调度4.1.2调度的层次2.进程调度低级调度或微观调度。用来决定就绪队列中的哪个进程应获得处理机，然后由分派程序执行把处理机分配给该进程。从状态观点，就是将某个进程从就绪态变为执行态。被低级调度选中的进程将实际获得CPU，并可立即在物理CPU上执行它的程序。低级调度是处理机三级调度中的终结调度，亦称CPU的

5、微观调度。4.1分级调度4.1.2调度的层次2.进程调度非抢占方式(Non-preemptiveMode)正在执行的进程执行完毕，或因发生某事件而不能再继续执行；执行中的进程因提出I/O请求而暂停执行在进程通信或同步过程中执行了某种原语操作，如P操作(wait操作)、Block原语、Wakeup原语等。4.1分级调度4.1.2调度的层次2.进程调度非抢占方式(Non-preemptiveMode)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。缺点是难以满足紧急任务的要求，因而可能造成难以预料的后果。在要求比较严格的实时系统中，不宜采用这种调度方式。4.1分级调度4.1

6、.2调度的层次2.进程调度抢占方式(PreemptiveMode)优先权原则。短作业(进程)优先原则。时间片原则。适合分时系统、大多数实时系统、要求比较高的批处理系统。4.1分级调度4.1.2调度的层次3.交换调度中级调度。任务是挂起暂时不能运行的进程，以提高内存的利用率和系统的吞吐量。从存储器资源的角度来看，是将进程的部分或全部换出到外存上，将当前所需部分换入到内存。交换调度决定哪些进程可参与竞争CPU，从状态观点，就是将进程从活动态变为静止的挂起态，或者将进程从挂起态变为就绪态或等待态。4.1分级调度4.1.2调度的层次4.1分级调度4.1.2调度的层次进程调度的运行频率最高

7、，10～100ms。作业调度的运行频率最低，大概几分钟一次。中级调度介于两者之间。4.1分级调度4.1.3作业与进程的关系作业可被看作是用户向计算机提交任务的任务实体；进程则是计算机为了完成用户任务实体而设置的执行实体，是系统分配资源的基本单位。一个作业总是由一个以上的多个进程组成的。首先，系统必须为一个作业创建一个根进程。然后在执行语句时根据任务要求，系统或根进程为其创建相应的子进程，然后，为各子进程分配资源和调度各子进程执行以完成作业要求的任务。4.1.4选择调度方式和调度算