《处理器管理》PPT课件.ppt

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1、信息科学与技术学院王静第八章处理器管理处理器的管理是操作系统的一个主要管理功能之一，它是通过处理器调度的形式实现的，主要目标是各道程序能协调一致运行，而系统资源又能得到最大程度的利用。处理机调度要解决的是：宏观上讲是让用户提交的作业何时调入内存，哪些作业进入系统运行的问题；微观上讲是让具体哪一个进程占用CPU的问题8.1作业的概念1、作业的定义作业是用户在一次算题过程中或一个事务处理中要求计算机系统所做的工作的集合。一个作业是由一系列有序的作业步所组成。一个作业步运行的结果产生下一个作业步所需的文件。2、作业的组成作业由程序、数据和作业说明

2、书组成。系统通过说明书控制文件形式的程序和数据，使之执行和操作，并在系统中建立作业控制块的数据结构。3、作业的状态一个作业从进入系统到运行结束，一般要经历提交、收容、执行、完成4种状态。1）提交状态：用户向机房提交作业或通过终端键盘将作业输入，其作业所处的状态。2）收容状态：作业的全部信息已输入外存储器中并建立作业控制块（JCB）表，等待运行，又称后备状态。3）执行状态：作业被调度程序选中后就给它分配必要的资源，并按照作业步的顺序，依次为每个作业步建立对应的主进程，然后将其提交给进程模块，由进程调度程序管理并调度执行。8.2进程的概念一、进

3、程概念的引入并发性是程序（Program）的并发执行，但是程序执行时所产生的问题使得传统的程序概念已经不足以对其进行描述，为此，引入进程（Process)的概念。二、进程的定义进程是具有一定独立功能的程序关于某个数据集合上的一次运行活动。进程是操作系统进行资源分配和调度的一个独立单位。三、进程与程序的区别(1)进程是动态概念，程序是静止概念。(2)进程的存在是暂时的，程序的存在是永久的。(3)一个程序对应多个进程，而一个进程仅对应一个程序(4)进程在结构上是由程序、数据集、进程控制块（PCB）三部分组成的。四、作业和进程的关系作业是用户向计

4、算机提交任务的任务实体，而进程是完成用户任务的执行实体；一个作业可由多个进程组成，且必须至少有一个进程；作业的概念主要用在批处理系统中，而进程的概念则几乎用在所有多道系统中。8.3进程状态及进程控制一、进程的三种状态及其变化就绪：当一个进程已经获得除处理器外的所有资源时所处的状态。该进程一旦获得处理器即可立即执行。就绪运行阻塞运行：当一个进程已经获得所有资源并在处理器上执行的状态。对于单处理器单核，在某一个时刻，只有一个进程在处理器上运行。阻塞(等待)：进程在等待某事件的发生（如等待输入输出、申请缓冲空间或等待其它进程给它发送消息）而暂时不

5、能执行的时候所处的状态，又称阻塞状态。处于这种状态的进程必须等待该事件发生，并且获得处理器后才能运行。在实际系统中，为了调度和控制的方便，还引入另外一些状态，如新建状态、终止状态、挂起状态等。二、进程控制块进程的描述:通常采用进程控制块(ProcessControlBlock，简称PCB)来描述。记录包括进程状态、内存信息和文件管理信息。·进程名和标识码：进程名是进程的外部名称，标识码是进程的内部名称，是系统规定的唯一的进程编号。·位置信息：进程的程序和数据在存储器中的物理位置。·进程状态信息：表明当前处于生存期中的哪个状态。·调度的优先权

6、数·通信有关的信息·进程现场保护区：包括程序状态字、程序计数器、通用寄存器内容、存储映射寄存器等。·资源需求、分配和控制信息·其它在进程的整个生命期中，对进程的控制都是通过PCB来进行。三、进程控制一、进程控制（管理）任务（1）进程的建立（2）进程的撤消（3）进程的阻塞（4）进程的唤醒实现进程的管理使用原语。二、进程控制原语（原语由若干条机器指令构成的，用以完成某一特定功能的一段程序。原语在执行期间是不可分割的。）（1）创建原语：按进程调用者提供的参数，形成PCB、插入就绪队列、进入家族。（2）挂起（阻塞）原语：将某进程置于挂起状态。（3）

7、唤醒原语：将处于静止状态的进程变为活动状态。（4）撤消原语：撤消进程，释放所占用的所有资源，8.4处理器调度操作系统对处理器的管理通过处理器调度的形式实现。处理器调度分为高级调度、中级调度和低级调度三级。一、调度任务：按照一定的算法，动态地把CPU分配给就绪队列的某一进程，并使之执行。给就绪队列的某一进程，并使之执行。二、调度方式（1）剥夺方式：剥夺正在运行的进程的处理机，分配给其他进程。（Windows95/98采用剥夺方式）（2）非剥夺方式：一旦占有，一直拥有，直到进程运行完或阻塞，才把处理机使用权分配给其他进程.（Windows3.

8、x采用）三、调度算法1.先来先服务调度算法它是按照进程进入就绪队列的先后次序来选择可占有CPU的进程，谁先进入队列，谁就先使用CPU。2.优先级调度策略(1)静态优先数法：根据进