OS第4章调度(MR)

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1、操作系统第4章调度2本章主要教学内容调度类型作业调度进程调度调度准则调度算法线程调度多处理器调度实时调度UNIX/Linux进程调度中断处理信号机制4.1调度类型按调度层次进行分类：高级调度:又称作业调度或长期调度中级调度:又称中期调度低级调度:又称进程调度或短期调度作业三级调度示意图4调度的层次1．作业调度作业调度又称为高级调度或长调度，将已进入系统并处于后备状态的作业按某种算法选择一个或一批，为其建立进程，并进入主机。当该作业执行完毕时，还负责回收系统资源。在批处理系统中，需要有作业调度的过程，以便将它们分批

2、地装入内存。在分时系统和实时系统中，通常也不需要作业调度。5调度的层次2．交换调度：又称中级调度。其主要任务是按照给定的原则和策略，将处于外存交换区中的就绪状态或等待状态的进程调入内存，或把处于内存就绪状态或内存等待状态的进程交换到外存交换区。6调度的层次3．进程调度进程调度又称为低级调度或微观调度。其主要任务是按照某种策略和算法，将处理机分配给一个处于就绪状态的进程。进程调度可分为下列两种方式：非抢占方式：抢占方式：把处理器分配给某个进程后，在该进程尚未终止或阻塞时，允许系统调度程序根据某种原则，暂停正在执行的

3、进程，回收已经分配的处理器，并将处理器重新分配给其它更为紧急的进程。4.线程调度7图三种调度4.2作业调度4.2.1作业状态完成状态：当作业运行完毕，但它所占用的资源尚未全部被系统回收时，该作业处于完成状态。执行状态：作业调度程序从后备作业中选取若干个作业到内存投入运行。它为被选中作业建立进程并分配必要的资源，这些被选中的作业处于执行态收容状态：也称为后备状态。若一个作业的全部信息已全部被输入进输入井，则在它还未被调度去执行之前，该作业处于收容状态。提交状态：一个作业在其处于从输入设备进入外部存储设备的过程称为提

4、交状态。94.2.2作业控制块和作业调度的功能JCB是作业在系统中存在的标志作业名作业类型计算型、管理型、图形设计型资源要求内存量外存量外设类型及数量软件支持工具库函数当前状态提交状态、后备态、运行态、完成资源使用情况进入系统的时间开始执行时间已运行时间内存地址外设台数作业的优先级2.作业调度的功能①记录系统中各个作业的情况②按照某种调度算法从后备作业队列中挑选作业③为选中的作业分配内存和外设等资源④为选中的作业建立相应的进程，并把该进程放入就绪队列中⑤作业结束后进行善后处理工作▲设计目标是最大限度地发挥各种资源

5、的利用率和保持系统内各种活动的充分并行3．常用作业调度算法先来先服务法（First-ComeFirst-Served）短作业优先法（ShortestJobFirst）最短剩余时间优先法（ShortestRemainingTimeNext）4.3进程调度4.3.1进程调度的功能（1）保存现场（2）挑选进程（3）恢复现场4.3.2进程调度的时机①创建进程②进程终止③等待事件④中断发生⑤运行到时4.3.3进程调度的基本方式1．非抢占方式（Nonpreemptive）2．抢占方式（Preemptive）4.3.4交互式系

6、统中常用的调度算法轮转法优先级法多级队列法短进程优先法高响应比优先法多级反馈队列法公平共享法等4.3.5两级调度模型作业调度是宏观调度进程调度是微观调度两级调度简化队列图▲二者的基本区别是它们执行的频率不同17图三种调度复习4.4调度准则4.4.1影响调度算法选择的主要因素①设计目标②公平性③均衡性④统筹兼顾⑤优先级⑥开销4.4.2调度性能评价准则1．CPU利用率2．吞吐量3．周转时间▲周转时间：从作业提交到作业完成的时间间隔Ti=tci–tsitsi表示作业i的提交时间，亦即作业i到达系统的时间；tci表示作业

7、i的完成时间▲平均周转时间4.4.2调度性能评价准则▲带权周转时间WT为周转时间，R为实际运行时间▲平均带权周转时间▲就绪等待时间▲响应时间4.5调度算法4.5.1先来先服务法（FirstCome,First-Served,FCFS）设有三个作业，编号分别为1,2,3。各作业分别对应一个进程。各作业依次到达，相差一个时间单位。先来先服务调度算法示意图FCFS调度算法性能指标作业到达时间运行时间开始时间完成时间周转时间带权周转时间10240242412132427268.673232730289.33平均周转时间T

8、=26平均带权周转时间W=6.33先来先服务法▲比较有利于长作业（进程），而不利于短作业（进程）▲容易实现，但效率较低所谓作业的长短是指作业要求运行时间的多少。当分派CPU时，SJF算法就把CPU优先分给最短的作业。示例：一组作业同时提交到系统4.5.2短作业优先法（SJF）作业运行时间16293843表4-2一组作业列表作业执行顺序4.5.2短作业优先法（SJF）采用短