操作系统第三章 处理机调度.ppt

第三章 处理机调度与死锁 3.1 处理机调度的基本概念 3.2 调度算法 3.3 实时调度 3.4 多处理机系统中的调度 3.5 产生死锁的原因和必要条件 3.6 预防与避免死锁的方法 3.7 死锁的检测与解除 第三章 处理机调度与死锁 在多道程序环境下，进程数目往往多于处理机数目。这就要求系统能够按某种算法，动态的把处理机分配给就绪队列中的一个进程，使之执行。 分配处理机的任务是由处理机调度程序完成的。 由于处理机是最重要的计算机资源，提高处理机的利用率及改善系统性能，在很大程度上取决于处理机调度的性能。因此，处理机调度便成为OS设计的中心问题之一。 第三章 处理机调度与死锁 处理机调度（CPU调度）要解决的问题： WHAT：按什么原则分配CPU —调度算法 WHEN：何时分配CPU —调度的时机 HOW： 如何分配CPU —CPU调度过程（进程的切换） 3.1 处理机调度的基本概念 3.1.1 高级、中级和低级调度 3.1.2 调度队列模型 3.1.3 选择调度方式和调度算法的若干准则 3.1.1 高级、中级和低级调度 一个批处理型作业，从进入系统并驻留在外存的后备队列上开始，直至作业运行完毕，可能要经历下述三级调度。 (1)高级调度（High Scheduling） 又称为作业调度或长程调度（Long-Term Scheduling），用于决定把外存上处于后备队列中的哪些作业调入内存，并为它们创建进程、分配必要的资源，然后，再将新创建的进程排在就绪队列上，准备执行。因此有时也称作业调度为接纳调度（Admission Scheduling）。 作业和作业步 （1）作业(Job)：作业是用户在一次解题或一个事务处理过程中要求计算机系统所作工作的集合，包括用户程序、所需的数据及命令等，是比程序更为广泛的概念，配有一份作业说明书。在批处理系统中，以作业为基本单位从外存调入内存的。 （2）作业步(Job Step)：在作业运行期间，每个作业都必须经过若干个相对独立又相互关联的顺序加工步骤才能得到结果，其中的每一个加工步骤称为一个作业步。 （3）作业流：若干个作业进入系统后，被依次存放在外存上，便形成了输入的作业流，在操作系统的控制下，中国作业进行处理，便形成了处理作业流。 作业控制块JCB 为管理和调度作业，为每个作业设置了一个作业控制块，是作业在系统中存在的标志，保存了系统对作业进行管理和调度所需的全部信息。 作业控制块JCB中的内容 作业标识、用户名称、用户账号 作业类型、作业状态 调度信息、资源需求 进入系统时间、开始处理时间、作业完成时间、作业退出时间、作业使用情况等。 高级调度（High Scheduling） 在批处理系统中，因作业进入系统后先驻留在外存，故需要有作业调度。 在分时系统中为做到及时响应，作业被直接送入内存，故不需作业调度。 在实时系统中，通常也不需作业调度。 高级调度（High Scheduling） 在每次执行作业调度时，都须作出两个决定： 接纳多少作业——每次接纳多少作业进入内存，取决于多道程序度，即允许多少个作业同时在内存中运行。多道程序度的确定应根据系统的规模和运行速度等情况综合考虑。 接纳哪些作业——应接纳哪些作业从外存调入内存，取决于所采用的调度算法。如先来先服务，短作业优先等。 （2）低级调度（Low Level Scheduling） 通常也称为进程调度或短程调度（Short-Term Scheduling），用来决定就绪队列中的哪个进程应获得处理机，然后再由分派程序把处理机分配给该进程。 进程调度是最基本的一种调度，在三种OS中都有。 低级调度 1.低级调度的功能 （1）保存处理机的现场信息 （2）按某种算法选取进程 （3）把处理器分配给进程 2.进程调度的基本机制 （1）排队器 （2）分派器（分派程序） （3）上下文切换机制 低级调度（Low Level Scheduling） 3.进程调度可采用下述两种调度方式： 非抢占方式（Non-preemptive Mode） 采用这种调度方式时，一旦把处理机分配给某进程后，便让该进程一直执行，直至该进程完成或发生某事件而被阻塞时，才把处理机分配给其他进程，决不允许进程抢占已分配出去的处理机。 优点是实现简单、系统开销小，适用于大多数的批处理OS，但在要求比较严格的实时系统中，不宜采