计算机操作系统第3章处理机调度与死锁.ppt

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1、第三章处理机调度与死锁3.1处理机调度的层次3.2调度队列模型和调度准则3.3调度算法3.4实时调度3.5产生死锁的原因和必要条件3.6预防死锁的方法3.7死锁的检测和解除主要内容目的和要求通过本章的学习，使学生全面理解并发环境下的进程机制及其相关问题：1、理解进程的概念，掌握进程的管理和控制方式；2、理解进程调度的功能，掌握主要的调度算法并进行性能分析；目的和要求3、理解进程同步机制的工作原理，掌握利用信号量机制描述实际问题中同步的方法；4、理解死锁的概念，掌握死锁判断和处理的方法。本章是操作系统中非常主要的内容，也比较抽象，希望多看书，多思考。重点和难点1、进程的概念；2

2、、常用的调度算法；3、临界资源和临界区的概念；4、利用信号量机制实现同步与互斥；5、死锁的概念；6、进程死锁的处理方法。3.1处理机调度的层次作业调度程序完成从后备队列中选择若干作业进入内存的任务进程调度程序完成从就绪队列选择一个进程分配处理机的任务作业调度和进程调度算法是类似的调度算法对整个计算机系统的综合性能指标有重要影响1.作业的基本概念1）作业、作业步、作业流2）作业说明书、作业控制块3）作业的后备队列4）作业的状态及转换3.1.1高级调度作业从用户角度看用户在一次计算过程中，或者一次事务处理过程中，要求计算机系统所做工作的总称从系统角度看作业由程序、数据和作业说明书

3、组成作业步作业中一个功能相对独立的部分作业流一次有一批作业进入系统，并在操作系统的控制下，一个接一个地自动处理，称之为作业流编辑（输入，修改）源程序编译链接运行成功编辑（输入，修改）另一源程序是否一个作业另一个作业典型的作业步作业说明书用户用于描述批处理作业处理过程控制意图的一种特殊程序基本内容包括:作业的基本描述作业控制描述资源要求描述作业控制块批处理作业存在的标志，保存有系统进行作业管理所需要的全部信息,存放于磁盘区域中JCB的内容：作业名、资源要求、资源使用情况、作业类型、优先级别等JCB的建立：由作业输入程序根据作业说明书为该作业建立的表格JCB的使用：是系统感知作业

4、存在、控制作业运行的依据。系统输入程序、作业调度程序、作业控制程序、系统输出程序等都需要访问JCBJCB的撤消：作业完成后，由系统输出程序撤消JCB作业控制块的内容作业标识用户名称用户帐号调度信息资源需求作业状态作业类别输入井地址输出井地址进入系统时间开始处理时间作业完成时间作业退出时间资源使用情况作业控制块组成后备队列每个作业一个JCB，所有进入系统的作业的JCB排成后备队列等待作业调度；并设置一计数器记录作业个数后备队列存放在磁盘的固定区域后备队列所能容纳的作业数量固定各种系统程序必须互斥地访问后备队列作业的状态及转换提交状态作业从输入设备进入磁盘上称为输入井的特定区域后

5、备状态把作业输入到输入井，为作业建立作业控制块，并把它加入到后备队列中等候调度的状态,也称为作业注册运行状态作业被作业调度程序选中，且分配了必要的资源，建立一组相应的进程后，该作业就进入了运行状态。对应的进程分三种状态：就绪状态、执行状态、阻塞状态完成状态当作业正常运行结束或因发生错误而终止时，作业进入完成阶段作业和进程的状态转换图数据提交状态完成状态后备状态运行状态作业控制…输入设备数据源程序输出设备作业说明书输入井运行等待就绪输出井输入程序输出程序作业调度进程调度2.调度算法要解决的问题WHAT：按什么原则分配内存和CPU—调度的算法WHEN：何时分配内存和CPU—调度的

6、时机HOW：如何分配内存和CPU—调度的实施3.作业调度的功能主要任务按一定的调度算法从后备队列中选中几个作业调入内存两个决定决定接纳多少个作业：取决于多道度决定接纳哪些作业：取决于调度算法调度时机内存中的进程数小于多道度1.低级调度的功能保存处理机的现场信息按算法选取进程把处理机分配给进程线程调度在具有线程的系统中，以进程为单位分配资源，以线程为单位进行调度3.1.2低级调度2.进程调度方式非抢占式调度：一旦将处理机分配给某进程，便使之一直运行下去，直到进程完成或阻塞才将处理机分配给其他进程。——引起进程调度的原因：正在执行的进程执行完毕执行中的进程因提出I/O请求而阻塞执

7、行中的进程执行了某种原语操作（如：阻塞原语、唤醒原语、P原语等）抢占式调度：允许调度程序根据某种原则，抢占已经分配出去的处理机，并分配给其他进程——抢占的原则：时间片原则优先权原则短作业（进程）优先原则——总之，当CPU空闲时引起进程调度！3.1.3中级调度为提高内存的利用率和吞吐量而引入从进程状态的角度看，相当于进程的挂起/激活机制从存储管理的角度看，相当于在内、外存对换区进行进程对换四级调度的关系示意阻塞就绪就绪阻塞执行提交状态后备状态完成状态进程调度作业调度线程调度交换调度系统输入程序内存外存运行