第零三章--计算机操作系统演示幻灯片.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 ;　　(2) 作业步(Job Step)。通常，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，我们把其中的每一个加工步骤称为一个作业步，各作业步之间存在着相互联系，往往是把上一个作业步的输出作为下一个作业步的输入。 ① 编译 ② 连结装配 ③ 运行 　　(3) 作业流。若干个作业进入系统后，被依次存放在外存上，形成输入的作业流；在操作系统的控制下，逐个作业进行处理，形成处理作业流。 ;　　2．作业控制块JCB(Job Control Block) 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。 通常应包含的内容有：作业标识、用户名称、用户帐户、作业类型(CPU 繁忙型、I/O 繁忙型、批量型、终端型)、作业状态、调度信息(优先级、作业已运行时间)、资源需求(预计运行时间、要求内存大小、要求I/O设备的类型和数量等)、进入系统时间、开始处理时间、作业完成时间、作业退出时间、资源使用情况等。 作业的状态 作业从输入到完成要经历提交，收容，执行，完成四个阶段。;JCB主要信息;;提交;　　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