第03章--计算机操作系统PPT.ppt

第三章　处理机调度与死锁 ;处理机是计算机系统中的重要资源 处理机调度算法对整个计算机系统的综合性能指标有重要影响 不同的OS，处理机管理的策略不同 可把处理机调度分成三个层次： 高级调度 中级调度 低级调度 ;3.1　处理机调度的层次 ;低级调度（微观调度、进程调度、短程调度） 功能：决定就绪队列中的哪个进程(或内核级线程)应获得处理机，然后再由分派程序执行把处理机分配给该进程的具体操作. 中级调度（中程调度、交换调度） 按照给定的原则和策略，将处于外存交换区中的就绪状态或等待状态的进程调入内存，或把处于内存就绪状态或内存等待状态的进程交换到外存交换区中。 目的：提高内存的利用率和系统吞吐量。;3.1　处理机调度的层次 ;JCB主要信息;;提交;　　 3．作业调度算法的选择 用户：周转时间少最好 系统：作业的平均周转时间尽可能少，有利于提高CPU 的利用率和系统的吞吐量。 既应考虑用户的要求，又能确保系统具有较高的效率。在每次执行作业调度时，都须做出以下两个决定。 　　1) 决定接纳多少个作业：多道程序度的确定应根据系统的规模和运行速度等情况做适当的折衷 2) 决定接纳哪些作业：作业调度算法 　　;3.1.2 低级调度 　　调度的对象是进程(或内核级线程)。进程调度是最基本的一种调度，在多道批处理、分时和实时三种类型的OS中，都必须配置这级调度。 　　1．低级调度的功能 　　低级调度用于决定就绪队列中的哪个进程(或内核级线程)应获得处理机，然后再由分派程序执行把处理机分配给该进程的具体操作。;　　低级调度的主要功能如下： 　　(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．进程调度中的三个基本机制 　　为了实现进程调度，应具有如下三个基本机制： 　　(1) 排队器。就绪进程按照一定的方式排成一个或多个队列 　　(2) 分派器(分派程序)。从就绪队列中取出选中进程，然后进行上下文切换，分配处理机。 　　(3) 上下文切换机制。 当对处理机进行切换时，会发生两对上下文切换操作。在第一对上下文切换时，操作系统将保存当前进程的上下文，而装入分派程序的上下文，以便分派程序运行；在第二对上下文切换时，将移出分派程序，而把新选进程的CPU现场信息装入到处理机的各个相应寄存器中。 耗时？怎么办？P86;　进程调度时机 ??正在执行的进程执行完毕。 ??运行中的进程提出I/O 请求。 ??执行某原语操作。 ??在可剥夺调度方式中，一个具有更高优先数的进程进入就绪队列。 ??在分时系统中，分配给该进程的时间片已用完 ;　　3．进程调度方式（两种） 　　1) 非抢占方式(Nonpreemptive Mode) 分派程序一旦把处理机分配给某进程后便让它一直运行下去，直到进程完成或发生某事件而阻塞时，才把处理机分配给另一个进程。 优点：实现简单，开销小，适用于大多数的批处理系统环境。 缺点：难以满足紧急任务的要求——立即执行;2) 抢占 方式(Preemptive Mode) 当一个进程正在运行时，系统可以基于某种原则，剥夺已分配给它的处理机，将之分配给其它进程。 优点：公平，能满足对响应时间有着较严格要求的实时任务的需求。 缺点：开销较大。 原则：（1）优先权（2）短作业（进程）优先（3）时间片 选择性剥夺调度 ;　　在上述三种调度中，进程调度的运行频率最高，在分时系统中通常是10～100 ms便进行一次进程调度，因此把它称为短程调度。为避免进程调度占用太多的CPU时间，进程调度算法不宜太复杂。 作业调度往往是发生在一个(批)作业运行完毕，退出系统，而需要重新调入一个(批)作业进入内存时，故作业调度的周期较长，大约几分钟（几小时）一次，因此把它称为长程调度。由于其运行频率较低，故允许作业调度算法花费较多的时间。中级调度的运行频率基本上介于上述两种调度之间，因此把它称为中程调度。 ;3.2 调度队列模型和调度准则 ;　　2．具有高级和低级调度的调度队列模型（批处理） 　;　　3．同时具有三级调度的调度队列模型 　　当在OS中引入中级调度后，人们可把进程的就绪状态分为内存就绪(表示进程在内存中就绪)和外存就绪(进程在外存中就绪)。类似地，也可把阻塞状态进一步分成内存阻塞和外存阻塞两种状态。在调出操作的作用下，可使进程状态由内存就绪转为外存就绪，由内存阻塞转为外存阻塞；在中级调度的作用下，又可使外存就绪转为内存就绪。图3-3示出了具有三级调度的调度队列模型。 ;图 3-3　具有三级调度时的调度队列模型 ;3.2.2　选择调度方式和调度算法的若干准则