计算机操作系统第3章处理器调度.ppt

3.1 处理器调度的层次 处理器调度划分为3个层次：高级调度、中级调度和低级调度。进程调度是处理器调度的核心。 用户作业从提交给系统开始，直到运行结束退出系统为止，将经历高级调度、中级调度和低级调度。 练 习 3（续） I T 优 先 级 0 75 3 1 15 1 2 5 4 3 15 5 4 45 2 3.17 假如在具有一个处理器系统中，采用优先级高者优先的进程调度算法，优先数小代表优先级高，进程达到顺序I和需要处理时间T、优先数分别如下： 练 习 3（续） （1）没有优先级抢占情况下，写出进程的执行先后序列，进程2的周转时间是多少？进程的平均等待时间是多少？ （2）有优先级抢占情况下，写出进程的执行先后序列，进程2的周转时间是多少？进程的平均等待时间是多少？ 练 习 3（续） I T 到达时间A 0 50 0 1 35 10 2 20 10 3 15 80 4 40 85 3.18 假如在具有一个处理器的系统中，采用时间片轮转调度算法，时间片大小为10。进程需要处理时间T和到达时间A分别如下： 写出进程的执行序列，进程3的周转时间是多少？进程的平均等待时间是多少？ 练 习 3（续） 3.19 在时间片轮转调度算法中，有n个进程共享CPU。 （1）如果进程切换的时间不可忽略，每次进程切换用去时间为s秒，在保证每个进程至少每t秒内能够在CPU上轮回一次的前提下，确定时间片大小q使得进程切换 所造成的负载最小。 （2）如果n?=?100，t?=?1，s?=?0.001，那么q的大小应该是多少？ 3.20 有一个4道作业的操作系统，若在一段时间内先后到达6个作业，它们的提交时间和估计运行时间由下表给出： 练 习 3（续） 作 业 提 交 时 间 估计运行时间（min） 1 8：00 60 2 8：20 35 3 8：25 20 4 8：30 25 5 8：35 5 6 8：40 10 系统采用短作业优先调度算法，作业被调度进入系统后中途不得退出。但作业运行时可被更短的作业抢占。分别给出6个作业的执行时间序列、作业的周转时间、平均周转时间。 3.21 在一个实时系统中有4个周期性事件，周期分别为50ms、100ms、150ms、200ms。假设其处理时间分别需要30ms、25ms、20ms和xms，则该系统可调度允许的x值最大为多少？ 3.22 某系统的进程状态变化如图3.23所示，该系统的进程调度为非抢占方式，根据该状态图叙述系统的调度策略、调度效果。 图3.23 状态变化图 练 习 3（续） * 2．群调度算法 群调度算法是把属于一个进程的一组线程在同一时间一次性地调度到一组处理器上运行。该调度算法主要用于组成一个进程的一组线程的调度。 群调度算法具有如下的优点： 当紧密相关的线程同时执行时，同步造成的等待时间会减少，线程切换也相应减少，系统性能得到提高。 一次性同时调度一组处理器，调度的耗费会减少。 群调度将多个属于同一进程的线程一起调度，以进程为单位分配处理器的时间片，比以单个线程为单位进行调度更节约调度的耗费。但是，这样做会使每个应用程序所含有线程数目不同，系统需要处理的工作量不同，而引起处理器工作负荷不均匀，造成一些处理器负担过重，一些处理器空闲，最终导致处理器处理时间浪费等问题。 3.6.3 线程调度策略（续） 例如，一个应用程序有五个线程，另一个应用程序有一个线程，如果使用统一的时间分配，每个应用程序分别获得50%的CPU时间。但是，当后一个线程运行时，有4/5的处理器是空闲的，于是浪费的CPU资源为40%（即0.5???4/5?=?0.40），如图3.21所示。 3.6.3 线程调度策略（续） 图3.21 处理器时间分配 如果这两组线程不采用群调度，而用单线程调度，则处理器浪费的时间会减少。 如果采取线程组的线程权调度，共6个线程，第1组线程占权的5/6，分配处理器5/6的时间，第2组线程占权的1/6，分配处理器1/6的时间。这样浪费的处理器时间只是第2组处理时间的4/6，处理器浪费时间为13.33%（即(1/6)???(4/5)=?4/30?=?13.33%），如图3.22所示。 3.6.3 线程调度策略（续） 图3.22 处理器时间分配 虽然群调度存在处理器利用率低的问题，但是，群调度算法应用于一个进程的多个并发线程时，多线程并行执行具有较好系统效率，因此，它仍然被广泛应用在支持并行的多处理器系统中。 3.6.3 线程调度策略（续） 3．处理器指定调度算法 处理器指定调度算法与静态分配调度算法非常相似，调度器指派调度算法针对一个进程有多个线程而言，给属于一个进程的一组线程专门指派一组处理器，一