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第五章 处理机调度;5.1 调度的类型和模型 ;5.1.1 作业调度 ; (1)提交状态 程序员把已存储作业实体的某种介质，如卡片、纸带、软盘,上交给机房后或用户通过终端键盘向计算机键入其作业时所处的状态为提交状态。 (2)后备状态 系统操作员把载有作业实体的某种介质，放在相应的输入设备上，输入到计算机系统硬盘的输入井中（相应的盘区专门用来存放作业实体信息的）等待调度运行时的状态，称为后备状态。 (3)运行状态 硬盘输入井中处于后备状态的作业，被作业调度选中送入内存中投入运行时的状态，称为运行状态。 (4)完成状态 作业正常运行结束或因发生错误而终止时，释放其占有的全部资源，准备离开系统时作业的状态，称为完成状态。 ;;2.作业调度及其功能 ;5.1.2 中级调度;2. 引起中级调度的原因;5.1.3 进程调度; 进程调度与作业调度的区别在于，进程调度才是真正让某个就绪状态的进程到处理机上运行；而作业调度选择的是后备状态的作业装入内存运行，是个宏观的概念，使作业只是具有了竞争处理机的机会，将来真正在处理机上运行的是该作业的相应进程。 ;1. 进程调度的功能;2. 引起进程调度的原因;3.进程调度的方式 ;(2)抢占方式 这种调度方式，允许进程调度程序根据某种原则，去停止某个正在执行的进程，将已分配给当前正在执行的进程的处理机收回，重新分配给另一个进程。抢占的原则有下面三点： ①时间片原则。 ②优先级原则。 ③短进程优先原则。 抢占调度方式适用于分时系统和大多数实时系统中。 ;5.2 调度算法的性能评价 ;1.系统设计目标 系统设计目标是选择算法的主要依据，由于目标不同，系统的设计要求自然也不同。批处理系统所主要追求的是大的系统吞吐量，要求充分发挥和提高计算机的效率；实时系统所主要关心的是不丢失实时信息和及时加以处理；而分时系统则主要注重于保证用户的请求能及时响应，使用户有独占计算机的感觉。;2.均衡地处理系统和用户的要求 一般说来，用户本能地希望尽快获得执行结果，但系统有时却不能立刻满足用户要求。例如，个别用户可能要求使用系??中的全部外部设备，却只要求很少的内存。若系统满足这类用户的要求，势必影响内存利用率，从而降低系统效率，所以系统一般不得不推迟这种作业的运行时间，等到有要求内存大而外设少的作业与之搭配一起装入内存运行。但为了缓和用户和系统要求间的矛盾，选择算法时不应使一个作业被无限制的推迟，这是用户无法忍受的。解决的办法之一是作业的优先级是动态的，能随等待时间的增加而提高，作业调度采用优先级高者优先调度算法。; 3.系统资源利用率 资源利用率的高低是评价系统性能优劣的重要指标，因此在确定算法时，在考虑设计目标的前提下应充分发挥各种资源的效率，最大限制地使他们忙碌。例如，将科学计算型（需要CPU运行时间长的）作业和数据处理型（输入输出量大的）作业搭配运行，就能使CPU与输入输出设备均忙碌，就是一种好方法。;4.优先级 在批处理系统、分时系统和实时系统中，都可引入优先级机制，以便让某些紧急的作业得到及时处理，调度算法应保证高优先级的作业先运行。若在优先级比较严格的场合，特别是在实时控制系统中，往往还需选择抢占调度方式，才能保证最紧迫的作业得到最及时的处理。;5.2.2 调度算法性能的评价 ;对于一个进程来说，它的周转时间是从它第1次进入就绪队列开始，到进程运行完毕所经历的时间。当一个作业转换成一个进程时，该进程的周转时间就是该作业周转时间中的后三部分时间之和。;(1)作业平均周转时间T 其中，n是被测定的作业流中的作业数；Ti是该作业流中第i个作业的周转时间，即该作业的完成时刻Tci与提交作业完毕时刻Tsi之差，也就是第i个作业执行时间与等待时间之和。 作为计算机系统的管理者而言，总希望使多个作业的平均周转时间最短，因这不仅会有效地提高系统资源利用率，而且还可使大多数用户感到满意。 ;(2)作业平均带权周转时间W  作业i带权周转时间Wi是作业i周转时间Ti与作业i的实际运行时间TRi之比，即 ，而作业平均带权周转时间W的公式为： 作业平均带权周转时间是用来衡量某种调度算法对不同作业流的调度性能，这是因为W反映了作业对单位执行时间所付出的平均等待时间。;2.响应时间 响应时间是用户从提交一个请求开始直到在屏幕上显示出结果为止的一段时间间隔。它包括：把请求信号从键盘传输到计算机的时间；计算机对请求进行处理的时间；再将所形成的响应信息回送到终端显示的时间。 分时系统和实时信息响应时间通常是3～5秒钟，否则分时系统的用户就没有独占计算机