操作系统课件第4章 处理机调度.ppt

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1、1第4章处理机调度2在多道程序环境下，进程的数目往往多于处理器的数目，多个进程共享处理机资源就必然引起对处理机的竞争，这就要求操作系统采取一定的策略（调度算法），动态地将处理机分配给各个进程使之能够执行。3处理机调度研究的内容有：①作业与进程的关系②作业调度策略与算法③进程调度策略与算法44.1分级调度作业的状态及其转换①提交状态②后备状态③运行状态④完成状态54.1.1作业状态及其转换64.1.2调度的层次高级调度（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74.2作业的调度作业调度——按照某种调度算法从后备作业队列中选取作业，使其进入

2、内存运行。8作业控制块资源使用情况作业进入系统时间开始执行时间内存地址外设台数优先级94.2.2作业调度目标与性能衡量调度目标⑴对所有作业应该是公平合理⑵应使设备有高的利用率⑶每天执行尽可能多的作业⑷有快的响应时间104.2.2作业调度目标与性能衡量衡量一个作业调度算法是否满足系统设计的要求给出两个常用的评价在批处理系统中对作业调度算法优劣的性能量度周转时间：其中某一作业进入“输入井”的时间为，它被选中执行，运行结束时的时间为n个作业平均周转时间为：11作业调度目标与性能衡量一个作业的周转时间说明了该作业在系统内停留的时间，包含两部分：一是等待时间；二为执行时间。即：Ti=

3、Tri+Twi带权周转时间Wi=Ti/Tri平均带权周转时间为：124.3进程调度进程调度要解决的问题：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CPU—CPU调度过程（进程的上下文切换）134.3.1进程调度的功能1、记录系统中所有进程的执行情况2、选择占有处理机的进程3、进行进程上下文切换144.3.2进程调度的时机一个进程运行完毕，或因某种错误而终止运行时。当一个进程在运行时变为等待状态时（等待I/O）。分时系统中时间片已用完时。……..154.3.3进程调度性能评价进程调度性能的衡量方法分为定性和定量两种。在定性衡量

4、方面，调度的可靠性和简洁性是重要的衡量指标。定量评价包括CPU的利用率评价、进程在就绪队列中的等待时间与执行时间之比等。164.4调度算法通常将作业或进程归入各种就绪或阻塞队列。有的算法适用于作业调度，有的算法适用于进程调度，有的两者都适应。171先来先服务调度算法(FCFS：FirstComeFirstServe)应用范围与含义:–作业调度：选择一个或多个最先进入后备队列的作业，将它们调入内存，为它们分配资源、创建进程，并放入就绪队列。–进程调度：按照进程就绪的先后次序来调度进程，为之分配处理机。–当前作业或进程占用CPU，直到执行完或阻塞，才出让CPU（非抢占方式）。1

5、8先来先服务调度算法在作业或进程唤醒后（如I/O完成），并不立即恢复执行，通常等到当前作业或进程出让CPU。最简单的算法。特点–比较有利于长作业，而不利于短作业。–有利于CPU繁忙的作业，而不利于I/O繁忙的作业。19例1：在单道环境下，某批处理系统有四道作业，已知它们的进入系统的时刻、估计运算时间如下：用FCFS算法计算作业的运行情况:平均周转时间和平均带权周转时间.20解答：212时间片轮转算法(RR—RoundRobin)把CPU划分成若干时间片。将系统中所有的就绪进程按照FCFS原则，排成一个队列。每次调度时将CPU分派给队首进程，让其执行一个时间片。时间片的长度从

6、几个ms到几百ms。在一个时间片结束时，发生时钟中断。22时间片长度的确定时间片轮转策略特别适合于分时系统中使用在轮转法中，时间片长度的选取非常重要，时间片长度的选择会直接影响系统开销和响应时间最佳的时间片量值应能使分时用户得到好的响应时间23时间片长度的确定时间片长度S＝R/NmaxR：响应时间Nmax：最大进程数时间片长度的影响因素：–就绪进程的数目：数目越多，时间片越小（当响应时间一定时）–系统的处理能力：应当使用户输入通常在一个时间片内能处理完，否则使响应时间，平均周转时间和平均带权周转时间延长。24时间片轮转算法举例例：设有5个任务A、B、C、D、E，它们几乎同时

7、到达，预计它们的运行时间为10、6、2、4、8min。若采用时间片为2min的时间片轮转调度算法，则各个任务的执行情况是：25分析：它们的周转时间为：TA＝30min，TB＝22min，TC=6min，TD＝16min，TE＝28min所以进程的平均周转时间为：T＝（30＋22＋6＋16＋28）/5＝20.4min263多级反馈轮转法*4优先级法*(HPF,highestpriority-first)275最短作业优先法（SJF,shottestjobfirst）又称为“短进程优先”(SPN，ShortestPro