ch10处理机调度.ppt

教学要求 本章目标： 本章介绍进程调度的概念及其就是按照某种算法动态地将处理机分配给合适的就绪进程，使之执行。常见的进程调度算法有：先来先服务调度算法，优先级调度算法，时间片轮转算法，最短进程优先调度算法，多级反馈队列调度算法等等。介绍 在同一个计算机系统中安装多个处理机，使它们协调工作，以完成用户规定的任务，这种的系统称为多处理机系统及其。尽管多处理机系统出现了新的特点，但多处理机操作系统与单机操作系统基本相似。较常见的多处理机的调度模式有：自调度模式，专用处理机调度模式，群调度模式，多模式调度，主从式调度模式等。同时还介绍了 Linux操作系统的三种中进程调度算法有三种：基于优先级的时间片轮转（RR）调度算法，基于优先级的先来先服务（FIFO）调度算法，可抢占的动态优先级调度算法。 教学目标： 进程调度的作用，进程调度的算法，多处理机系统及其特点，多处理机调度的策略；Linux系统进程调度的实现方法。 重点与难点： 进程调度，上下文切换，进程调度算法，多处理机系统及其特点，多处理机调度，Linux系统中的进程调度。 专业术语： 地址映射、页表、段表、虚拟存储、快表、抖动、工作集 10.1 概念 10.1.1 进程调度的概念 系统能够按照某种算法动态地将处理机分配给合适的就绪进程，使之执行，这一过程称为进程调度，实现进程调度的程序称为进程调度程序。 10.1.2 进程调度的功能 记住系统中所有进程的状态和执行情况 根据调度算法，决定把处理机分配给哪个就绪进程，分配多长时间 分配处理机 回收处理机 10.1 概念 10.1.3 引起进程调度的原因 正在运行的进程顺利地完成任务而正常结束。 正在运行的进程因出现错误或故障而异常结束。 进程提出了IO请求，或需要等待某事件的发生。 进程为实现与其它进程的同步而执行了某些原语，如P操作、阻塞原语block导致自己阻塞而离开处理机，或执行V操作、唤醒原语wakeup，唤醒了等待队列中的就绪进程。 分时系统中，分配给进程的时间片已用完。 在一些系统中，就绪进程的高优先级高于运行中的进程时，它可以抢占处理机，从而引起新的进程调度（这与调度方式有关）。 10.1 概念 10.1.4 选择进程调度算法的因素 系统的设计目标或系统的类型 进程的类型 系统资源的均衡使用及其利用率 对用户的公平程度 10.1.5 进程调度的性能评价 处理机的利用率 系统吞吐量。指单位时间内处理机所完成的进程数。 轮转时间（turnaround） 响应时间 可靠性、进程在就绪队列中的等待时间与执行时间的比值也是一个重要的评价指标。 10.2 处理机调度的类型 10.2.1 按运行的进度分 长程调度 长程调度，又叫作业调度，或高级调度，其主要功能是按照某种算法，从存放在系统外存中的作业队列中选择作业进入内存，为它们创建进程、分配必要的资源，并将进程送入就绪队列，做好执行前的准备。 中程调度 中程调度，又叫交换调度，或中级调度，它能在短期内调整系统的负荷，提高内存的利用率和系统吞吐量。它提供“挂起”和“解除挂起”等功能，将那些暂时不能运行的进程从宝贵的内存调到外存上去等待，以减缓内存的紧张。在内存有空闭时，按照一定的算法，将那些在外存上等待并已获得了运行条件的进程重新从外存调入内存，并置为就绪状态，挂入就绪队列上等待调度。。 短程调度 短程调度，又叫进程调度，或低级调度，其主要功能是按照某种算法，从就绪队列中选择进程，然后将处理机分配给该进程，使之处于运行中。 10.2 处理机调度的类型 10.2.2 按占有处理机的能力分 剥夺方式 所谓剥夺方式，又称为可抢占方式，是指当一个进程正在处理机上运行时，如果出现了更高优先级即更为重要紧迫的就绪进程，系统就立即暂停当前进程，强行将处理机分配给更重要紧迫的进程。 非剥夺方式 非剥夺方式，又称为不可抢占方式，是指当系统把处理机分配给一个进程后，就让这个进程在处理机上一直运行下去时，直到进程运行完毕或阻塞，或时间片用完，决不允许优先级更高的、更重要紧迫的就绪进程强行占用处理机。 10.3 进程调度算法 10.3.1 先来先服务调度算法 先来先服务（First come first served, FCFS）调度算法是最为简单的一种进程调度算法，它根据进程进入就绪队列的先后次序来分配处理机，实现的是非剥夺调度方式。当一个进程获得处理机并运行后，它将一直占用处理机，直到该进程完成其任务，或因等待某个事件或资源而不能继续运行时才释放处理机。 先来先服务算法简单，容易实现，但效率较低，因为它实际上只考虑作业在系统中等待时间的长短，不考虑作业要求运行时间的长短，可能会造成新来的短作业需要长时间地等待长作业的运行，平均周转时间较大。 10.3 进程调度算法 10.3.2 优先级调度（pr