第二章 操作系统第六处理机调度.ppt

第六章 处理机调度 （一） 处理机的多级调度 （二） 作业调度 （三） 进程调度 （一） 处理机的多级调度 一. 处理机调度的功能 确定数据结构 制定调度策略（调度原则） 给出调度算法 具体的实施处理机分派 不同类型的操作系统往往采用不同的处理机分配方法。 二. 处理机调度的分层实现 只有内存中的程序才能在CPU上运行。因此，处理机的调度通常分为两层： 宏观上：作业调度 对存放在辅存设备上的大量作业，以一定的策略进行挑选，分配主存等必要的资源，建立作业对应的进程，使其投入运行。 微观上：进程调度 对进入主存的所有进程，确定哪个进程在什么时候获得处理机，使用多长时间。 （二） 作业调度 后备状态：作业已存放在磁盘上，等待调入主存 执行状态：作业在主存中运行 完成状态：作业计算完成，退出主存 二. 作业调度的功能 确定数据结构 建立作业控制块(JCB,Job Control Block)，记录进入系统的作业情况(类型、状态、资源请求与分配等)； 确定调度策略与调度算法 分配资源 为被选中的作业创建进程，并且为其申请系统资源； 善后处理 收回作业占用的全部资源，撤销作业控制块以及与该作业有关的全部进程。 三. 作业控制块（JCB，Job Control Block） 每个作业进入系统时由系统为其建立一个作业控制块JCB(Job Control Block) 存放作业控制和管理信息 作业存在的标志 四. 作业调度算法性能的衡量 作业调度算法规定从后备作业中选择作业进入系统内存的原则。 1. 确定调度算法时应考虑的因素 (1) 与系统的整体设计目标一致 (2) 考虑系统中各种资源的负载均匀 (3) 保证作业的执行 (4) 对一些专用资源的使用特性的考虑 2. 调度性能的衡量 通常采用平均周转时间和带权平均周转时间来衡量作业调度算法性能的好坏。 (1) 周转时间： 一个作业提交给计算机系统到该作业的结果返回给用户所需要的时间。 定义： ti = tci-tsi ti ：作业周转时间 tci：作业完成时间 tsi: 作业提交时间 意义：说明作业i在系统中停留的时间长短 平均周转时间： (2) 带权周转时间 五. 作业调度算法 1. 先来先服务调度算法(FCFS)： 策略： 按照作业来到的先后次序进行调度 特点： 每次选择等待时间最久的作业，而不考虑作业运行时间的长短 实现简单，效率较低，在一些实际的系统和一般应用程序中应用较多 2. 短作业优先调度算法 策略： 考虑作业的运行时间，每次总选择一个请求运行时间最小的作业调入内存（系统） 。 特点： 易实现，系统吞吐量高 只考虑短作业，而没有考虑长作业的利益 相对先来先服务调度算法实现要困难些，如果作业的到来顺序及运行时间不合适，会出现饿死现象 3. 响应比高者优先调度算法 介于这两种算法之间的一种折衷的算法。 响应比 ＝ 响应时间 / 执行时间 ＝ 1 ＋ 等待时间 / 执行时间 每调度一个作业时，计算后备作业表中每个作业的响应比，挑选响应比高者投入运行。 4. 优先数调度算法 综合考虑各方面的因素（作业等待时间、运行时间、缓急程度，系统资源使用等），给每个作业设置一个优先数，调度程序总是选择一个优先数最大（或者最小）的作业调入（系统）内存。 困难在于如何综合考虑，这些因素之间的关系如何处理。 (三) 进程调度 一. 调度/分派结构 处理机分配由调度和分派两个功能组成。 1. 调度： 组织和维护就绪进程队列。包括确定调度算法、按调度算法组织和维护就绪进程队列。（按调度原则选择进程） 2. 分派： 当处理机空闲时，从就绪队列队首中移一个PCB，并将该进程投入运行。 （赋予使用处理机的权限） 二. 进程调度的功能 1. 记录和保持系统中所有进程的有关情况和状态特征 2. 决定分配（处理机）策略 调度策略的不同，组织就绪进程队列的方式也不同。 先来先服务调度：就绪进程按等待时间大小的顺序排队 优先数调度：就绪进程按优先数的先后次序排队 3. 实施处理机的分配和回收 总而言之，进程调度包括： 调度算法的选择（调度算法） 调度时机的选择（调度时机） 实施进程调度（调度程序） 三. 进程调度方式 非剥夺方式 优点：实现简单，系统开销小 缺点：难以满足紧急任务的要求 剥夺方式 优点：及时响应紧急任务 缺点：增加了系统开销 实现中还可采用选择可抢占策略。 四. 进程调度算法 1. 进程优先数调度算法 目前操作系统广泛采用的一种进程调度算法，按照某种原则由系统（或用户、或系统与用户结合）赋予每个进程一个优先数，