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1 第六章 处理机调度 (一) 处理机的多级调度 (二) 作业调度 (三) 进程调度 (一) 处理机的多级调度 一、处理机调度的功能 确定数据结构 制订调度策略 (调度原则) 给出调度算法 具体的实施处理机分派 不同类型的操作系统往往采用不同的处理机分配方法。 二、批处理系统中的处理机调度 作业调度 作业调度又称为宏观调度。 任务——对存放在辅存设备上的大量作业，以一定的策略进行挑选，分配主存等必要的资源，建立作业对应的进程，使其投入运行。 进程调度 进程调度又称为微观调度。 任务——对进入主存的所有进程，确定哪个进程在什么时候获得处理机，使用多长时间。 三、多任务操作系统中的处理机调度 在分时系统或支持多任务并发执行个人计算机操作系统中，系统将用户提交的任务处理为进程，一个进程又可以创建多个子进程，形成可以并发执行的多进程。 进程调度的任务是：当处理机空闲时，以某种策略选择一个就绪进程去运行，并分配处理机的时间。 四、多线程操作系统中的处理机调度 在支持多线程运行的系统中，一个进程可以创建一个线程，也可以创建多个线程。系统为进程分配它所需要的资源，而处理机的分配单位则为线程。 系统提供线程调度程序，其功能是当处理机空闲时，以某种策略选择一个就绪线程去运行，并分配处理机时间。 (二) 作业调度 一、作业的状态 作业在整个活动期间一共有四种状态： 提交状态：用户将自己的程序和数据提交给系统，等待输入。 后备状态：作业已存放在磁盘上，等待调度。 执行状态：作业进入主存开始运行。 完成状态：作业计算完成开始，退出系统。 二、作业调度的功能 1. 确定数据结构 建立作业控制块jcb (job control block)。 jcb记录每个作业的类型、状态、资源请求及分配情况 。 2. 确定调度策略与调度算法 3. 分配资源 为选中的作业分配所需要的系统资源。 4. 善后处理 收回该作业所占用的全部资源，撤消作业控制块以及与该作业有关的全部进程。 三、作业控制块 作业名 资源要求 估计执行时间 最迟完成时间 要求的主存量 要求外设的类型及台数 要求文件量和输出量 类型 控制方式（联机/脱机） 作业类型（计算型/IO型） 资源使用情况 进入系统时间 开始执行时间 已执行时间 主存地址 外设台号 优先级 状态 四、调度算法评价 调度实质上是一个策略问题 设定的目标往往是相互冲突的 目标： 单位时间内运行尽可能多的作业 使处理机尽可能保持“忙碌” 使各种I/O设备得以充分利用 对所有的作业都是公平合理的 四、调度算法评价（续） 设计一个理想的调度算法是十分困难的事情 在实际系统中，调度算法往往折衷考虑 设计调度算法时应考虑的因素： 调度算法应与系统设计目标保持一致 注意系统资源均衡使用 保证提交的作业在截止时间内完成 设法缩短作业平均周转时间 大多数操作系统都采用比较简单的调度算法 五、作业调度算法性能的衡量标准 1. 周转时间 (1) 定义：一个作业提交给计算机系统到该作业的结果返回给用户所需要的时间。 ti = tci - tsi ti—作业i的周转时间 tsi—作业i的提交时间 tci—作业i的完成时间 (2) 意义：说明作业I在系统中停留时间的长短。 (3) 平均周转时间：t = 五、作业调度算法性能的衡量标准 2. 带权周转时间 (1) 定义 一个作业的周转时间与其运行时间的比值。 wi = , tri为作业的实际运行时间 (2) 意义：说明作业i在系统中相对等待时间。 (3) 平均带权周转时间 w = 六、作业调度算法 1. 先来先服务调度算法（FCFS） (1) 策略：按作业来到的先后次序进行调度。 (2) 特点： 简单，易实现。 优先考虑系统中等待时间最长的作业，不管运行特性（时间、资源） (3) 讨论在先来先服调度算法下的周转时间与带权周转时间。 先来先服务调度算法实例 作业 Tsi Tri 开始时间 Tci Ti Wi 1 8.00 2.00 2 8.50 0.50 3 9.00 0.10 4 9.50 0.20 六、作业调度算法（续） 2. 短作业优先调度算法（SJF：Shortest Job First） (1) 策略：按照作业请求运行的时间长短进行调度，优先选择短作业。 (2) 特点： 易实现，系统吞吐量高。 只照顾短作业，而没有考虑长作业的利益。(长作业可能等待很久) (3) 讨论在短作业优先调