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2021/9/71本章主要内容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（选讲）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死锁的检测与解除2021/9/72本章重点：调度：处理机调度的层次；各种调度算法的原理及应用死锁：死锁的定义；产生死锁的原因和必要条件；预防死锁的方法；利用银行家算法避免死锁本章难点：各种调度算法的应用；利用银行家算法避免死锁2021/9/73本章学习建议：在理解各种调度算法的基本思想的基础上完成算法的应用；在理解银行家算法的基础上利用银行家算法避免死锁本章学时：82021/9/743.1处理

2、机调度的层次P84本节主要内容：3.1.1高级调度3.1.2低级调度3.1.3中级调度本节学习目标：掌握处理机调度的三个层次；掌握高级调度、低级调度和中级调度的含义返回2021/9/75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从不同角度对处理机调度分类概述2021/9/76可从不同的角度对调度分类：按调度的层次：高级调度、中级调度和低级调度按OS的类型：批处理调度、分时调度和实时调度以及多处理机调度等。2021/9/773.1.1高级调度1.作业和作业步2.作业控制块（JCB)又称作业调度或长程调度，用于决定把外存上处于后备队列中的哪些作

3、业调入内存。批处理系统需要作业调度，分时和实时系统不需要作业调度。高级调度的时间尺度通常是分钟、小时或天；2021/9/783.作业调度1）接纳多少个作业这取决于多道程序度，即允许有多少个作业同时在内存中运行。2）接纳哪些作业这取决于所用的算法。内存中作业过多，使周转时间拉长，影响系统的服务质量；内存总作业过少，使得系统资源利用率和系统吞吐量降低；2021/9/793.1.2低级调度P86又称进程调度、短程调度,它决定就绪队列中的哪个进程将获得处理机。低级调度的时间尺度通常是毫秒级的。由于低级调度算法的频繁使用，要求在实现时做到高效；2021/9/7101.低级调度的功能（1）保存处

4、理机的现场信息（2）按某种算法选取进程（3）把处理机分配给进程2021/9/7112.进程调度中的三个基本机制（1）排队器（2）分派器（分派程序）（3）上下文切换机制花费较多的处理机时间2021/9/712进程调度（CPU调度）要解决的问题WHAT：按什么原则分配CPU—进程调度算法WHEN：何时分配CPU—进程调度的时机HOW：如何分配CPU—CPU调度过程（进程的上下文切换）这是要解决的重点2021/9/7133.进程调度可采用两种方式：1)非抢占方式优点：实现简单、系统开销小，适用于大多数的批处理系统环境。缺点：难以满足紧急任务的要求。在采用非抢占调度方式时，可能引起进程调度的

5、因素：（1）正在执行的进程执行完毕，或因发生某事件而不能再继续执行（2）执行中的进程因提出I/O请求而暂停执行（3）在进程通信或同步过程中执行了某种原语操作2021/9/7142)抢占方式抢占的原则：（1）时间片原则（2）优先权原则（3）短作业（进程）优先原则2021/9/7153.1.3中级调度又称中程调度。从存储器资源管理的角度来看，把进程的部分或全部换出到外存上，可为当前运行进程的执行提供所需内存空间，将当前进程所需部分换入到内存。指令和数据必须在内存里才能被处理机直接访问2021/9/716引入中级调度的主要目的，是为了提高内存的利用率和系统吞吐量。中级调度实际上就是存储器管

6、理中的对换功能。2021/9/717中级调度新建态挂起就绪态挂起等待态高级调度低级调度运行态就绪态等待态终止态处理机调度的层次返回2021/9/7183.2调度队列模型和调度准则P88本节主要内容：3.2.1调度队列模型3.2.2选择调度方式和调度算法的准则本节学习目标：了解各种调度队列模型；掌握选择调度方式和调度算法的准则；会求进程的周转时间和带权周转时间返回2021/9/7191.仅有进程调度的调度队列模型进程按时间片轮转方式运行。每个进程执行时，都可能出现三种情况：（1）该任务在该时间片内已经完成，该进程释放处理机后进入完成状态；（2）任务在本次其对应的时间片内尚未完成，OS便

7、将该任务放在就绪队列的后面；（3）在执行期间，进程因某事件而被阻塞后，OS将它放入阻塞队列。3.2.1调度队列模型2021/9/7202021/9/7212.具有高级和低级调度的调度队列模型与上一模型的不同：（1）在OS中不仅引入了进程调度，而且还引入了作业调度。后者从外存的后备队列中选择一批作业调入内存，为之创建进程后，送入就绪队列；（2）在OS中设置多个阻塞队列。3.同时具有三级调度的调度队列模型2021/9/722中级调度处理器低级调度高级调度完成超