孙钟秀操作系第二章处理机管理.ppt

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1、一、处理器调度的层次2.5处理器调度处理机是计算机系统中的重要资源。处理机调度算法对整个计算机系统的综合性能指标有重要影响。可把处理机调度分成三个层次：高级调度中级调度低级调度11.高级调度也称为作业调度或长程调度。作业调度的主要功能是根据作业调度算法选择外存上处于后备队列中的某些作业调入内存，并为他们分配必要的资源、创建作业相应的进程，在作业完成后还要做结束阶段的善后工作。22.低级调度也称进程/线程调度、短程调度。进程调度的主要功能是根据一定的调度算法从就绪队列中选中一个进程/内核级线程获得处理器，让它使用。低级调度是操作系统最核心部分，执行十分频繁，其调度策略的好坏直

2、接影响整个系统的性能。3低级调度的调度方式：（1）非剥夺式（非抢先式）调度程序一旦把cpu分配给某一进程/线程后，便让他一直运行下去，直到进程完成或发生某事件不能运行时，才将cpu分配给其他进程。这种调度方式通常用于批处理系统中。优点：简单，系统开销小缺点：难以满足紧急任务的要求，实时系统不宜采用。4（2）剥夺式（抢先式）当一个进程/线程正在处理器上执行时，调度程序可根据某种原则剥夺cpu分配给其他进程/线程。这种调度方式通常用于分时系统和实时系统中。剥夺的原则：优先权原则短作业（进程）优先原则时间片原则53.中级调度又称平衡调度，中程调度涉及进程在内外存间的交换，当主存资

3、源紧缺时将暂不运行的进程从内存调至外存，此时这个进程处于“挂起”状态；当进程又具备运行条件且主存资源有空闲时，再将进城从外存调至内存。中级调度的主要目的是提高内存利用率和系统吞吐量。低级调度是各类操作系统必备的，在纯粹的分时系统或实时系统中，通常不需高级调度。一般系统都有高级调度和低级调度；功能完善的系统引入了中级调度。6处理器三级调度模型处理器低级调度高级调度完成超时挂起就绪队列挂起等待队列等待队列就绪队列等待事件交互式用户事件出现后备作业队列中级调度7处理器两级调度模型等待事件事件发生进程完成后备作业队列就绪队列高级调度低级调度等待队列CPU时间片完8二、选择调度算法的

4、原则l.资源利用率（特别是CPU利用率）CPU利用率=CPU有效工作时间/CPU总的运行时间，CPU总的运行时间=CPU有效工作时间+CPU空闲等待时间。2.吞吐率单位时间内处理的作业数。评价批处理系统性能的另一个重要指标。3.公平性确保每个用户每个进程获得合理的CPU份额或其他资源份额，不会出现饿死情况。94.响应时间交互式进程从提交一个请求(命令)到接收到响应之间的时间间隔称响应时间。响应时间包括：请求传送到CPU时间、CPU处理请求的时间、响应回送到终端显示器的时间。使交互式用户的响应时间尽可能短，或尽快处理实时任务，这是分时系统和实时系统衡量调度性能的一个重要指标。

5、105.周转时间批处理用户从作业提交给系统开始，到作业完成为止的时间间隔称作业周转时间。包括四部分时间：在外存后备队列上等待作业调度的时间，相应进程在就绪队列中等待进程调度的时间，进程在cpu上执行的时间、进程等待I/O操作完成的时间。应使作业周转时间或平均作业周转时间尽可能短，这是批处理系统衡量调度性能的一个重要指标。11周转时间ti作业i提交给系统的时刻是ts，完成时刻是tf，该作业的周转时间ti为：ti=tf–ts。周转时间=作业等待时间+作业运行时间。为了提高系统的性能，要让若干个用户的平均作业周转时间和平均带权周转时间最小。平均作业周转时间TT=(Σti)/n12

6、带权周转时间wi如果作业i的周转时间为ti，所需运行时间为tk，则wi=ti/tk平均作业带权周转时间WW=(Σwi)/n13三、作业与进程的关系1.作业的基本概念（1）作业（job）用户提交给操作系统计算的一个独立任务。（2）作业步（jobstep）一个作业可划分成若干加工步骤，称为一个作业步。典型的作业控制过程：“编译”、“链接”“装入”、“运行”14（3）作业控制块（JobControlBlock，JCB）为有效地管理作业，必须为进入系统的每个作业建立作业控制块。JCB是在批作业进入系统时，由Spooling系统建立的，它是作业存在于系统的标志，作业撤离时，JCB也被

7、撤销。JCB保存有系统对于作业进行管理所需要的全部信息。15主要信息见图。162.批处理作业的组织和管理一个作业从进入系统到运行结束经历四个不同的状态：输入状态：后备状态：执行状态：完成状态：17作业调度与进程调度的关系进程调度运行就绪等待输入状态后备状态完成状态预输入完成作业控制作业调度(选中并创建进程)作业调度(作业终止并撤离)SPOOLing作业预输入SPOOLing作业缓输出18作业是任务实体，进程是完成任务的执行实体;没有作业任务，进程无事可干，没有进程，作业任务没法完成。作业概念更多地用在批处理操作系统