第3章处理机调度

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1、OperatingSystem操作系统主讲教师：李琳娜第3章处理机调度3.1调度级别3.2作业调度3.3进程调度3.4性能评价标准3.5常用调度算法本章学习目标处理机的调度级别进程调度作业调度常用的调度算法引言调度：选出待分派的作业或进程。处理机调度就是寻出待分派的作业或进程分配CPU资源。等待在后备队列上的作业，通常要经过处理机调度才能执行。处理机调度包括作业调度（也称为高级调度）、进程调度（也称为低级调度）和中级调度。3.1调度级别1.高级调度：的基本任务是从后备队列中按照一定的算法，选择出若干个作业，为它们分配必

2、要的资源，将它们调入主存，然后为它们建立进程，使之成为可能获得处理器的就绪进程，并按照一定的算法将其插入到就绪队列。2.中级调度：功能是在内存使用情况紧张时，将一些暂时不能运行的进程从内存对换到外存上等待；当以后内存有足够的空闲空间时，再将合适的进程重新换入内存3.低级调度即进程调度的基本任务是从进程的就绪队列中，按照一定的调度算法选出一个进程，把处理器分配给它，并为它设置运行现场，使进程投入运行。第三章操作系统概述3.2作业调度3.2.1作业状态一个作业进入系统到运行结束，一般需要经历收容、运行、完成三个阶段，与之对

3、应的作业状态是后备、运行和完成三种状态。当一个作业通过输入设备送入计算机，并存入磁盘后，系统就为作业建立一个作业控制块，把它插入到后备作业队列中等待被调度运行，这种状态称为后备状态。1．后备状态2．运行状态当一个作业被调度程序选中，为其分配必要的资源，建立一组相应进程的状态称为运行状态。处于运行状态的作业在系统中可以从事各种活动。当被处理器调度程序选中后，就占用处理器运行，也可以等待某种事件的发生，还可能等待进程调度程序为其分配处理器。运行状态的作业实际上就是进程，它有三种基本状态：就绪、执行、阻塞。这就是第2章介绍的

4、内容。3．完成状态当作业正常运行结束或因发生错误而终止执行的状态称为完成状态。此时，由系统将作业控制块从当前队列中删除，收回其占用的资源，将作业运行结果编入输出文件并调用有关设备进行输出。在有SPOOLing系统的计算机系统中，作业将被插入到完成队列中，将运行结果送入输出井，再由SPOOLing系统完成输出。a.作业控制块(JCB)b.作业调度的功能3.2.2作业调度1)记录系统中各个作业的情况2)按照某种调度算法从后备作业队列中挑选作业3)为选中的作业分配内存和外设等资源4)为选中的作业建立相应的进程5)作业结束后进

5、行善后处理工作,即收回该作业所占用的全部资源,撤消与该作业相关的全部进程和该作业的JCB3.3.1进程调度的功能和时机a.功能3.3进程调度1)保存现场2)挑选进程3)恢复现场1)完成任务。正在运行的进程完成其任务后，主动释放对CPU的控制2)等待资源。由于等待某些资源或事件，正在运行的进程不得不放弃CPUb.时机3)运行到时。在分时系统中，当前进程使用完规定的时间片，时钟中断使该进程让出CPU4)发现标志。核心处理完中断或陷入事件后，发现系统中“重新调度”标志被置上5)创建新进程3.4性能评价标准3.4.1调度策略的

6、选择a.所用算法应保证实现系统的设计目标b.对所有作业或进程应公平对待c.均衡使用资源，尽量使系统中各种资源都同时得到利用d.兼顾响应时间和资源利用率e.基于相对优先级，但避免无限延期f.系统开销不应太大3.4.2性能评价标准对于批处理系统，作业调度的原则体现在一个指标——各作业的平均周转时间上。如设i作业的周转时间为Ti=Tci-Tsc其中：Tci为作业的完成时间；Tsc为作业的提交时间则平均周转时间为：T=（∑Ti）/n平均带权周转时间定义为：W=（∑Ti/tri）/n（其中，tri作业的运行时间。）一般认为J、W

7、越小，系统对作业的吞吐量越大，系统的性能越高。1先来先服务（FCFS）2短作业优先（SJF）3.5调度算法3优先级（Priority）4抢占式和非抢占式算法5轮转法（RR）1．先来先服务调度算法（FCFS）先来先服务调度算法是一种最简单的调度算法，系统开销最少。当系统采用这种调度算法时，系统从就绪队列中选择一个最先进入就绪队列的进程，把处理器分配给该进程，使之得到执行。进程一旦占有了处理器，就一直运行下去，直到完成或因发生某种事件而阻塞，才退出处理器。先来先服务调度算法的裁决模式是非抢占式的，优先权函数=花费在系统中的

8、实际时间。这种调度算法有利于长进程，而不利于短进程。短进程优先调度算法是从就绪队列中选择一个估计运行时间最短的进程，将处理器分配给该进程，使之占有处理器并执行。直到该进程完成或因发生某种事件而阻塞，才退出处理器。短进程优先调度算法的裁决模式是非抢占式的，优先权函数＝-运行时间。这种调度算法照顾到了系统中的短进程，有效地降低了进程的