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《处理机调度》课件

目录处理机调度概述进程调度作业调度实时系统调度处理机调度实验与案例分析

01处理机调度概述

处理机调度是操作系统中用于决定哪些作业或进程将获得计算资源以执行的处理过程。定义提高系统吞吐量、降低作业等待时间、实现公平性等。目标定义与目标

先来先服务（FCFS）：按照作业到达的顺序进行调度，优先级依据到达顺序。最短剩余时间优先（SRF）：优先调度剩余时间最短的作业。调度算法分类最短作业优先（SJF）：优先调度预计执行时间最短的作业。最高响应比优先（HRRN）：综合考虑等待时间和估计执行时间进行调度。

确定何时进行调度以及选择哪个作业或进程进行调度。响应时间、吞吐量、等待时间、周转时间等。调度策略与性能指标性能指标调度策略

02进程调度

就绪状态阻塞状态完成状态新建状态进程状程已分配除处理机以外的所有必要资源，等待处理机调度。进程因等待某个条件成立（如I/O操作完成）而无法继续执行。进程已完成执行，等待系统回收资源。进程正在被创建，尚未分配资源。

按照进程到达的先后顺序进行调度。先来先服务（FCFS）最短作业优先（SJF）优先级调度多级反馈队列调度优先调度预计运行时间最短的进程。根据进程优先级进行调度，优先级高的进程优先获得处理机。将进程按照优先级和到达时间先后放入不同的队列，从最高优先级队列开始调度。进程调度算法

当一个进程从运行状态变为非运行状态时，系统保存该进程当前状态（上下文），并加载另一个进程的上下文到处理机中。进程切换在进程切换过程中，系统需要保存和恢复进程的上下文，包括程序计数器、处理器状态寄存器、内存指针等信息。上下文切换进程切换与上下文切换

操作系统内核操作系统内核负责实现进程调度，包括进程状态的转换、上下文的保存与恢复等。调度器调度器是操作系统内核的一部分，负责按照调度算法选择下一个要执行的进程。硬件支持处理机调度需要硬件的支持，如中断机制、时钟中断等。进程调度的实现

03作业调度

作业从提交到被处理机接受之前的阶段。提交状态作业正在处理机上执行。运行状态作业等待处理机执行，通常是由于队列中前面的作业还没有完成。等待状态作业已经执行完毕，等待被释放或进一步处理。完成状态作业状态

ABCD作业调度算法先来先服务（FCFS）按照作业到达的顺序进行调度，优先级最高的是最先被执行的作业。最短剩余时间优先（SRF）优先执行当前剩余时间最短的作业。最短作业优先（SJF）优先执行预计运行时间最短的作业。最高响应比优先（HRRN）综合考虑等待时间和估计运行时间进行调度。

03上下文切换在作业执行过程中，处理机可能需要切换到另一个作业，这涉及到保存和恢复当前作业的上下文信息。01调度器负责管理和调度作业的软件组件，根据调度算法选择下一个要执行的作业。02队列等待执行的作业按照一定的顺序（如先来先服务、最短作业优先等）排列。作业调度的实现

04实时系统调度

实时系统是指能够在确定的时间内对外部输入做出响应的系统，通常用于控制、监控和决策等任务。实时系统定义实时系统具有实时性、可靠性和可用性等特点，能够满足实际应用中对时间、性能和安全等方面的要求。实时系统的特点实时系统广泛应用于工业控制、航空航天、交通控制、医疗设备等领域。实时系统的应用实时系统概述

实时调度算法静态调度算法静态调度算法在任务执行前对任务进行调度，通常基于任务的优先级和时间约束进行调度。动态调度算法动态调度算法在任务执行过程中对任务进行调度，根据系统的实时性要求和资源可用性进行调度决策。混合调度算法混合调度算法结合静态调度算法和动态调度算法的优点，以提高调度的效率和准确性。

任务划分与优先级设置根据实际需求将任务划分为不同的优先级，确保高优先级任务能够得到及时处理。系统测试与优化对实时系统进行测试和优化，确保系统能够满足实际应用中的实时性要求。资源分配与任务调度根据任务的优先级和时间要求，合理分配系统资源，并采用合适的调度算法进行任务调度。硬件平台选择选择适合实时任务需求的硬件平台，如高性能的处理器、实时操作系统等。实时调度的实现

05处理机调度实验与案例分析

通过Linux操作系统进行进程调度实验，了解Linux进程调度算法和机制。总结词安装Linux操作系统，配置实验所需的软件和工具。准备实验环境进行进程创建、进程状态转换、进程调度等操作，观察Linux操作系统的进程调度行为。实验步骤分析实验结果，理解Linux进程调度的特点和工作原理。实验结果分析实验一：Linux进程调度实验结词通过Windows操作系统进行进程调度实验，了解Windows进程调度算法和机制。准备实验环境安装Windows操作系统，配置实验所需的软件和工具。实验步骤进行进程创建、进程状态转换、进程调度等操作，观察Windows