第5章(2)-处理机管理

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1、第五章操作系统的资源管理操作系统的资源管理(1)资源管理的机制与策略死锁及其解决方法(2)处理机管理(3)主存管理(4)设备管理(5)文件系统1操作系统的资源管理——主要内容处理机管理操作系统的资源管理(2)——处理机管理2处理机的多级调度作业调度进程调度3操作系统的资源管理(2)——主要内容处理机资源是计算机系统中最重要的资源，它的调度策略，常常表示操作系统的某种特征，其算法的优劣直接影响整个系统的性能。处理机调度需要解决四个问题：(1)处理机的资源描述(2)处理机分配的策略，即需要确定处理机的调度算法；(3)

2、什么时候分配处理机，即需要确定处理机的调度时机；(3)如何分配处理机，即需要给出处理机的调度过程。操作系统的资源管理(2)——处理机的多级调度41.处理机调度的功能确定数据结构确定调度策略(调度原则)给出调度算法实施处理机分派不同类型的操作系统往往采用不同的处理机分配方法操作系统的资源管理(2)——处理机的多级调度调度：将进程插入就绪队列，按一定原则保持队列结构；分派：将进程从就绪队列中移出，建立它执行的机器状态。切换：把一个进程让出处理机，由另一个进程占用处理机的调度过程称为“进程切换”。2.处理机的分级调度作

3、业调度（高级调度）（宏观调度）按一定原则选择若干个后备作业调入主存，分配资源，并建立相应的进程，投入运行。当该作业执行完毕时，还负责回收资源。交换调度（中级调度）（均衡调度）按照给定的原则实现进程在主存和外存交换区之间的换进换出，以解决内存紧张问题。进程调度（低级调度）（微观调度）（线程调度）按照某种策略从进程就绪队列中选择一个就绪进程，使其占有处理机运行。53.批处理系统中的处理机调度处理机调度分为两级：作业调度和进程调度作业调度——宏观调度任务——对存放在辅存设备上的大量后备作业，以一定的策略进行挑选，分配主

4、存等必要的资源，建立作业对应的进程，使其投入运行。进程调度——微观调度任务——对进入主存的所有进程，确定哪个进程在什么时候获得处理机，使用多长时间。操作系统的资源管理(2)——处理机的多级调度64.多任务操作系统中的处理机调度多进程的产生在分时系统或支持多任务并发执行个人计算机操作系统中，系统将用户提交的任务处理为进程，一个进程又可以创建多个子进程，形成可以并发执行的多进程。进程调度的任务当处理机空闲时，以某种策略选择一个就绪进程去运行，并分配处理机的时间。操作系统的资源管理(2)——处理机的多级调度74.多线程

5、操作系统中的处理机调度多线程的产生在支持多线程运行的系统中，一个进程可以创建一个线程，也可以创建多个线程。系统为进程分配它所需要的资源，而处理机的分配单位则为线程。线程调度的任务当处理机空闲时，以某种策略选择一个就绪线程去运行，并分配处理机时间。操作系统的资源管理(2)——处理机的多级调度8作业在整个活动期间有如下状态。提交状态作业正在通过输入设备存放到磁盘上。后备状态作业已存放在磁盘上，等待调度。执行状态作业进入主存开始运行。完成状态作业计算完成开始，退出系统。1.作业的状态操作系统的资源管理(2)——作业调度

6、作业状态的转换作业的状态及其转换执行进程调度内存线程调度运行等待就绪外存就绪等待提交后备完成作业输入作业调度交换调度作业调度执行操作系统的资源管理(2)——作业调度10确定数据结构建立作业控制块JCB(jobcontrolblock)。作业控制块记录了每个作业类型、状态、资源请求及分配情况。确定调度策略与调度算法分配资源，创建进程为选中的作业分配所需要的系统资源，并创建进程。善后处理收回该作业所占用的全部资源，撤消作业控制块以及与该作业有关的全部进程资源。2.作业调度的功能操作系统的资源管理(2)——作业调度11

7、主要内容作业名资源要求估计执行时间、最迟完成时间、要求的主存量、要求外设的类型及台数、要求文件量和输出量资源使用情况进入系统时间、开始执行时间、已执行时间、主存地址、外设台号类型优先级作业状态3.作业控制块操作系统的资源管理(2)——作业调度12周转时间一个作业提交给计算机系统到该作业的结果返回给用户所需要的时间。定义ti=tci-tsiti—作业i的周转时间tsi—作业i的提交时间tci—作业i的完成时间意义说明作业i在系统中停留时间的长短4.作业调度算法性能的衡量的功能采用平均周转时间和平均带权周转时间衡量作

8、业调度算法性能的好坏。操作系统的资源管理(2)——作业调度12平均周转时间t=意义用于衡量不同调度算法对同一作业流的调度性能:平均周转时间越小，该作业调度算法的性能越好。操作系统的资源管理(2)——作业调度13带权周转时间定义：一个作业的周转时间与其运行时间的比值wi=意义说明作业i在系统中相对等待时间平均带权周转时间w=意义用于衡量同一调度算法对不同作业流的调度性能：平