操作系统基础03-1.ppt

第三章 处理机调度与死锁 处理机调度的基本概念 处理机调度的目标 充分有效地利用处理机（CPU）资源 调度算法 死锁问题 3.1 处理机调度的基本概念 操作系统调度级别 进程调度的任务 确定算法的原则 进程调度方式 3.1.1 高级、中级和低级调度 1.高级调度 又称作业调度 主要任务是按一定的原则对外存上处于后备状态的作业进行选择，给选中的作业分配内存、输入/输出设备等必要的资源，并建立相应的进程，插入就绪队列，以使该作业的进程获得竞争处理机的权利 作 业 调 度 作业状态间转换 （1） 提交状态——即用户向系统提交一个作业时， 该作业所处的状态。 （2） 后备状态——即用户作业经输入设备（如读卡机）送入输入井（磁盘）中存放， 等待进入内存时所处的状况。 （3） 执行状态——即作业分配到所需的资源， 被调入内存， 并且在处理机（CPU）上执行相应的程序时所处的状况。 （4） 完成状态——即作业完成了计算任务， 结果由打印机输出， 最后由系统回收分配给它的全部资源， 准备退出系统时的作业状况。 作 业 调 度 作业控制块（JCB） 在多道批处理系统中通常有上百个作业被收容在输入井（磁盘）中。 为了管理和调度作业， 系统为每个作业设置了一个作业控制块（JCB）， 它记录该作业的有关信息。 JCB的主要内容如图3-2所示。 3.1.1 高级、中级和低级调度 2.中级调度 目的：是为了提高内存利用率和系统吞吐量。 功能： －暂时不能运行的进程挂起，释放宝贵的内存资源。 －具备条件时：把外存上的就绪进程，重新调入内存，挂在就绪队列上等待进程调度。 3.1.1 高级、中级和低级调度 3.低级调度 进程调度 主要任务是按照某种策略和方法选取一个处于就绪状态的进程，将处理机分配给它 常见的低级调度有非抢占式和抢占式两种 3.1处理机调度的基本概念 高级、中级和低级调度 进程调度的任务 确定算法的原则 进程调度方式 3.1.2 进程调度的任务 进程调度的任务 是控制、协调进程对CPU的竞争,即按一定的调度算法从就绪队列中选中一个进程，把CPU的使用权交给被选中的进程 处理机调度的基本概念 高级、中级和低级调度 进程调度的任务 确定算法的原则 进程调度方式 调度队列模型 选择调度方式和调度算法的若干准则 3.1.3 确定算法的原则 具有公平性 资源利用率高（特别是CPU利用率） 在交互式系统情况下要追求响应时间（越短越好） 在批处理系统情况下要追求系统吞吐量 处理机调度的基本概念 高级、中级和低级调度 进程调度的任务 确定算法的原则 进程调度方式 3.1.4进程调度方式 非抢占方式 抢占方式 进程调度方式 非抢占方式(Non-preemptive Mode) 引起进程调度的因素 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 执行中的进程因提出I/O请求而暂停执行； 在进程通信或同步过程中执行了某种原语操作，如wait、Block、Wakeup原语 进程调度方式 抢占方式 抢占式调度主要有以下原则 优先权原则 允许高优先权的新到进程抢占当前进程的处理机 短作业(进程)优先原则允许执行时间短的新到进程抢占当前进程的处理机 时间片原则 时间片用完后停止执行，重新进行调度，适用于分时系统 算法性能衡量 周转时间短 平均周转时间 第三章 处理机调度与死锁 处理机调度的基本概念 调度算法 死锁问题 调度算法 先来先服务和短作业优先算法 高优先权优先调度算法 基于时间片的轮转调度算法 3.2.1先来先服务和短作业优先算法 先来先服务(FCFS)/先进先出(FIFO)调度算法 按照作业/进程进入系统的先后次序进行调度，先进入系统者先调度；即启动等待时间最长的作业/进程 是一种最简单的调度算法，即可用于作业调度，也可用于进程调度 几个术语 到达时间、服务时间、开始时间 完成时间、等待时间 周转时间：完成时间-到达时间 带权周转时间：周转时间/服务时间 先来先服务和短作业优先算法 先来先服务和短作业优先算法 短作业(进程)优先调度算法SJ(P)F 短作业(进程)优先调度算法SJ(P)F，以要求运行时间长短进行调度，即启动要求运行时间最短的作业 可以分别用于作业调度和进程调度 先来先服务和短作业优先算法 先来先服务和短作业优先算法 FCFS/SJF调度算法的性能 调度算法 先来先服务和短作业优先算法 高优先权优先调度算法 基于时间片的轮转调度算法 3.2.2高优先权优先（HPF，Highest Priority First）调度算法 优先权调度算法的类型 非抢占