第4章 处理机调度2

《第4章 处理机调度2》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CPU是计算机系统中一个十分重要的资源，为提高处理机的效率及提高作业的吞吐量，应使作业搭配合理，充分利用系统中各种资源，因此处理机调度关系到整个计算机系统性能。什么是调度？即组织安排。在操作系统中，调度即是一个程序，是一个安排进程先后执行顺序的算法。处理机调度要解决的问题：WHAT：按什么原则分配CPU调度算法WHEN：何时分配CPU调度的时机HOW：如何分配CPUCPU调度过程（进程的上下文切换）作业的状态及转换分级调度作业与进程的关系作业调度进程调度调度算法实时系统调度方法5概述在早期的计算机系统中，对CPU的管理十分简单

2、，因CPU和其他资源一样，为一个作业独占，不存在处理机分配和调度问题。随着多道程序设计技术和各种不同类型的OS的出现，各种不同的CPU管理方法得到启用，不同的CPU管理方法为用户提供不同性能的OS。衡量调度策略的指标：周转时间吞吐量（率）响应时间设备利用率1.作业状态及其转换一个作业从用户提交开始到真正占有处理机而被执行，则要有系统经过多级调度才能实现。一个作业从提交给计算机系统开始到返回执行结果为止，一般要经历提交、收容、执行、完成四个状态。作业状态及转换一个作业在其处于从输入设备进入外部存储设备的过程。收容状态（后备状态）：作业内容全部进

3、入外存输入井，但该作业还未被作业调度程序选中时所处的状态。作业调度程序从后备作业队列中选择若干个作业投入运行，它为被选中作业建立进程并分配必要资源，这些被选中的作业处于执行态。完成态：当作业运行完毕，但它所占有的资源还未全部释放时所处的状态。2.调度的层次可把处理机调度分为四个层次：高级调度(作业调度、宏观调度)中级调度(交换调度)低级调度(进程调度、微观调度)线程调度各级调度的关系与联系提交状态收容状态就绪状态等待状态就绪状态等待状态执行状态线程调度作业调度进程调度交换调度完成状态内存外存在所有操作系统都有这四级调度吗？在分时、实时系统中不

4、需要作业调度12高级调度高级调度也称为作业调度或宏观调度，其主要任务是按一定的原则对外存输入井中的大量后备作业进行选择，给选出的作业分配内存、输入输出设备等资源，并建立相应进程，以使该作业的进程获得竞争CPU的权利，另外，当作业执行完毕，还负责回收系统资源。高级调度的时间尺度通常是分钟、小时或天中级调度中级调度涉及进程在内外存间的交换按给定的原则和策略，将外存交换区中处于等待或就绪状态的进程换入内存，或将内存中处于等待或就绪状态的进程换入内存。涉及内存的管理与扩充。低级调度低级调度也称进程调度或微观调度从处理机资源分配的角度来看，处理机需要经

5、常选择就绪进程或线程进入运行状态，低级调度的时间尺度通常是毫秒级的。由于低级调度算法的频繁使用，要求在实现时做到高效。线程调度其主要任务是选择一个适当的线程到处理机上去执行并进行描述符的切换。3.作业与进程的关系作业可被看作用户向计算机提交任务的实体，而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。一个作业由一个或多个进程组成：(1)系统为一个作业创建一个根进程；(2)在执行作业控制语句时，根据任务要求，系统或根进程为其建立相应的子进程；(3)系统为子进程分配资源和调度各子进程完成作业要求的任务。4.作业调度作

6、业调度功能记录系统中各作业的状态。系统为每个作业建立一个作业控制块(JCB)来对作业进行控制管理并记录作业在运行过程中的状态。JCB的建立：作业进入后备状态时为该作业建立相应的JCB，从而使该作业能被系统感知；JCB的撤销：当作业执行完毕进入完成状态后，系统撤销其JCB而释放有关资源并撤销该作业；其他当前状态优先级(数)资源使用情况资源要求作业类型作业名JCB内容作业调度功能从后备作业队列中选出一部分作业投入运行。为被调度选中的作业做好执行前的准备工作。在作业执行结束时作善后处理工作。主要是输出作业管理信息，例如执行时间；回收该作业所占用的资

7、源；撤销与该作业有关的进程和JCB。作业调度目标与性能衡量：1.调度目标对所有作业应是公平的；使设备有高的利用率；执行尽可能多的任务；有快的响应时间。2.调度算法优劣的衡量：批处理系统----用作业的平均周转时间或平均带权周转时间衡量；分时系统、实时系统----外加平均响应时间衡量2.调度算法优劣的衡量：周转时间：指作业从提交时刻开始到完成时刻为止所经历时间。即：Ti=Tei-Tsi或，用等待时间加上执行时间，即：Ti=Twi+Tri平均周转时间：T=(T1+…+Tn)/n带权周转时间指作业周转时间和作业执行时间的比值，即：Wi=Ti/Tri

8、平均带权周转时间：W=(W1+…+Wn)/n5.进程调度进程调度的任务是控制协调进程对CPU的竞争，即按一定的调度算法从就绪队列中选中一个进程，把CPU的使用权交给