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系统中独占型设备的数量是有限的,往往满足不了诸多进程的需求,成为系统中的瓶颈资源,使许多进程由于等待某些独占资源设备成为可用而被阻塞.而另一方面,分得独占设备的进程,在其整个运行期间,往往只是占有这些设备,却并不是经常使用这些设备,因而这些设备的利用率很低.为了克服这个缺点,人们通过共享设备来模拟独占型设备的动作,使独占型设备成为共享设备,从而提高了设备利用率和系统的效率.我们称这种技术为虚拟设备技术,实现这一技术的硬件和软件系统被称为SPOOL. 以用户使用打印机为例,SPOOL有以下特点: ?? 1.用户进程并未真正分得打印机. ?? 2.用户进程实际被分给的不是打印设备,而是共享设备中的一个存储区. ?? 3.独享设备使用率提高了,从而系统效率提高了. 优先级调度方法又可分为： ? 非抢占的优先级调度法：即一旦某个高优先级的进程占有了处理机，就一直运行下去，直到由于其自身的原因而主动让出处理机时(任务完成或等待事件)才让另一高优先级进程运行。 ? 可抢占的优先级调度法：任何时刻都严格按照高优先级进程在处理机上运行的原则进行进程的调度。 例：某些I/O繁忙型的进程，它们大部分时间是在等待I/O操作完成，对于这一类进程，当它们要求CPU运行时，应立即给予满足，以便让它们开始下一个I/O操作和其它计算型的进程并行工作。否则，这些I/O繁忙型的进程将长时间占据存储器，降低系统并行度。 一个行之有效的算法是在进程每次获取CPU运行后，重新指定该进程的优先级为 1/f。这里的f表示进程上次在CPU上实际运行时间与时间片之比。例如，若时间片为100毫秒，进程上次在CPU上的实际运行时间为2毫秒，则它的优称级为50；若它上次实际运行时间为50毫秒，则它的优级为2。由于I/O繁忙型的进程每次在CPU上运行的时间很短，依此算法，它们的优先级将较高，从而优先得到服务。 (3) 时间片轮转法 轮转法是最简单又最公平的进程调度算法，因此也是使用得最多的算法之一。 轮转法分配给每一进程在CPU上运行的时间长度，称之为时间片。诸进程以此时间片为限制，轮流使用CPU。如果时间片到期时，进程尚未完成运行，调度程序将剥夺它正在使用的CPU，转让给另一进程使用；如果进程在使用完它的某一时间片之前已经完成运行或已阻塞，CPU也立即转让给另一进程使用。 轮转法在实现上也很容易，调度程序只要维护一个先进先出的队列数据结构，将就绪进程排队，每当一个进程的时间片运行完后，便把它从原来的队头位置移到队尾，然后把现在处于队头位置的进程调度到CPU上运行。时间片的计数则可通过定时中断实现。 轮转法的性能取决于时间片长度的选择，进程间的CPU上的切换需要时间。若一次切换时间为5毫秒，时间片长度选择为20毫秒，则20％的CPU时间花费于进程调度程序。为了改善CPU的利用率，可以增大时间片，比如说为500毫秒，此时CPU利用率达99％之多，但每一进程的响应时间也因之增大。若就绪队列中共有10个进程，则每一进程需要等待5秒钟，才能在CPU上服务一次。 通常来说，选择时间片为100毫秒左右比较适宜。 实际中，优先级算法常和轮转法结合使用，也就是按优先级将进程分组，组间采用优先级调度算法，而组内优先级相同的进程则按轮转法调度。显然，若优先级不动态地进行调整，则优先级低的就绪进程就可能饿死。 (4) SJF最短作业优先的调度算法 —— 要求运行时间最短的作业作为下一次服务的对象 对于上述作业流， 作业运行结束后， 后备作业表中已有作业2， 3， 4， 因为作业3要求运行时间最短， 故选3， 4， 2。 1 2 3 4 8.00 8.50 9.00 9.50 2.00 0.50 0.10 0.20 8.00 10.30 10.00 10.10 2.00 2.30 1.10 0.80 6.20 1.00 4.60 11.00 4.00 20.60 T = 1.55 W=5.15 优: 比FCFS， T W 缺: 有的作业始终得不到运行 10.00 10.80 10.10 10.30 FCFS: 平均周转时间 T=6.90/4=1.725 平均带权时间 W=27.5/4=6.875 作业 提交 时间ts 运行 时间tR 开始 时间tB 完成 时间tc 周转 时间Ti 带权周转时间Wi 第五章 作业和进程的调度 §5.3 进程调度 §5.1 作业状态与处理流程 §5.2 作业的调度 §5.4 选择调度算法是应考虑的问题 §5.5 调度算法 目 录 在大型通用系统中，可能有数百个批处理作业存放在磁盘