ch4处理机调度1.ppt

第四章 处理机调度 在多道程序环境下，主存中有着多个进程，其数目往往多于处理机数目，这就要求操作系统能按某种算法，动态地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，要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性能的好坏 第四章 处理机调度 不同的CPU管理方法将为用户提供不同性能的操作系统。操作系统的要求不同，处理机管理的策略也是不同的 4.1 处理机调度的层次 4.2 作业调度 4.3 进程调度 4.4 调度算法 4.5 实时系统调度方法 4.6 多处理机系统调度方法 4.1 处理机调度的层次 在多道程序系统中，一个作业被提交后必须经过处理机调度后，方能获得处理机执行。对于批量型作业而言，通常需要经历作业调度和进程调度两个过程后方能获得处理机；对于终端型作业，则通常只需经过进程调度即可获得处理机。在较完善的操作系统中，为提高内存的利用率，往往还设置了中级调度(又称中程调度)。在引入线程的操作系统中，还要经历线程调度。对于上述的每一级调度，又都可采用不同的调度方式和调度算法。 一般处理机调度分为四级： 作业调度 交换调度 进程调度 线程调度 处理机调度分为四级： 作业调度： 又称宏观调度或高级调度 按一定的原则对外存上的大量后备作业进行选择，给选出的作业分配内存等必要的资源，并建立相应的进程。另外当作业执行完毕时，还负责回收系统资源 交换调度：中级调度 按给定的原则和策略，将处于外存交换区中的就绪状态的进程调入内存，或把处于内存阻塞状态的进程交换到外存交换区 主要涉及到内存管理与扩充，也归入内存管理部分 进程调度：微观调度或低级调度 按某种策略和方法选取一个处于就绪状态的进程占用处理机。 线程调度 对于支持多线程的系统，按某种策略和方法选取一个处于就绪状态的线程占用处理机 4.1 处理机调度的层次 在多道批处理系统中，存在着作业调度和进程调度。但是在分时系统和实时系统中，一般不存在作业调度，而只有进程调度、交换调度和线程调度。这是因为在分时系统和实时系统中，为了缩短响应时间或为了满足用户需求的截止时间，作业不是建立在外存，而是直接建立在内存中。在这些系统中，一旦用户和系统的交互开始，用户马上要进行控制。因而，这些系统中没有作业提交状态和后备状态。它们的输入信息经过终端缓冲区为系统所接收，或者立即处理，或者经交换调度暂存外存中。 4.2 作业调度 4.2.1 作业的状态及其转换 4.2.2 作业调度功能 4.2.3 作业调度目标与性能衡量 4.2.1 作业的状态及其转换 一个作业从用户提交开始到真正占有处理机而被执行，要由系统经过多级调度才能实现，作业处理的过程包括四个状态转换： 提交 收容 执行 完成 提交：一个作业在其处于从设备进入外部存储设备的过程称为提交状态。处于提交状态的作业，因其信息尚未全部进入系统，所以不能被调度程序选取 收容：也称为后备状态，一个作业的全部信息都被输入进外存，在它还未被调度去执行之前，该作业处于收容状态 执行：作业调度程序从后备作业中选取若干个作业到内存投入运行。它为被选中作业建立进程并分配必要的资源，这时这些被选中的作业处于执行状态。 从宏观上看，这些作业正处于执行过程中，但从微观章看，在某一时刻，由于处理机总数少于并发执行的进程数，一次不是所有被选中作业都占有处理机，其中大部分处于等待资源或就绪状态中 完成：当作业运行完毕，但它所占有的资源尚未全部被系统回收时，该作业处于完成状态。 在这种状态下，系统需要做诸如回收资源等类似的善后处理工作 作业看作是用户向计算机提交任务的任务实体，如一次计算、一个控制过程等 进程是计算机为了完成用户任务实体而设置的执行实体，是系统分配资源的基本单位 计算机要完成一个任务实体，必须要有一个以上的执行实体。一个作业总是由一个以上的多个进程组成 作业如何分解为进程 系统必须为一个作业创建一个根进程 根据任务要求，系统或根进程为其创建相应的子进程 为各子进程分配资源和调度各子进程执行以完成作业要求的任务 4.2.2 作业调度功能 作业调度主要是完成作业从后备到执行状态的转变，以及从执行到完成状态的转变 4.2.1 作业调度功能 记录系统中各作业的状况 从后备队列中挑选出一部分作业投入执行 为被选中作业作好执行前的准备工作 在作业执行结束时做善后处理 记录系统中各作业的状况 作业调度程序要能挑出一个作业投入执行，并且在执行过程中对其进行管理，它就必须掌握作业的各个状态和信息 系统为每个作业建立一个作业控制块JCB记录有关信息，系统通过JCB而感知、调度和管理作业 从后备队列中挑选出一部