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操作系统_处理机调度的基本概念

目录

​​1,操作系统分配处理机的基本流程​​

​​流程图​​

​​流程说明​​

​​2,高级、中级、低级三级调度​​

​​高级调度​​

​​概念​​

​​特点​​

​​中级调度​​

​​概念​​

​​ 特点​​

​​低级调度​​

​​概念​​

​​特点​​

​​调度方式——非抢占式​​

​​调度方式——抢占式​​

​​3,调度队列模型​​

​​1)仅有进程调度的调度队列模型​​

​​2)具有高级调度和低级调度的调度队列模型​​

​​3)同时具有高、中、低三级调度的调度队列模型​​

​​4,选择调度方式和衡量调度算法性能​​

​​1)面向用户的准则​​

​​周转时间短​​

​​响应时间快​​

​​截止时间的保证​​

​​2)面向系统的准则​​

​​系统吞吐量高​​

​​处理机利用率好​​

​​资源利用均衡​​

1,操作系统分配处理机的基本流程

流程图

操作系统_处理机调度的基本概念

流程说明

1,批量作业放入后备队列,通过作业调度进入就绪队列;

2,就绪队列中的元素通过进程调度依次获得CPU使用权,或是存入就绪、挂起队列;

3,若进程执行期间时间片用完,则重新进入就绪队列;

4,若发生等待事件则进程被阻塞,进而存入阻塞队列;

  • 当内存资源不足时,阻塞队列中的进程便会被挂起,暂时调离出内存,存入阻塞、挂起队列;事件出现时,阻塞、挂起队列中的进程又将存入就绪、挂起队列;就绪、挂起队列中的进程通过中级调度进入就绪队列,从而继续按照 流程运转;
  • 当阻塞队列中的进程事件发生时,则将进程调入就绪队列中;

2,高级、中级、低级三级调度

高级调度

操作系统_处理机调度的基本概念

概念

  • 用于决定把外存上处于后备队列中的哪些作业调入内存,并为它们创建进程、分配必要的资源,再将新创建的进程排在就绪队列上,准备执行;
  • 长程调度、作业调度、接纳调度;
  • 对象:作业;

特点

  • 调度频率低;
  • 调度算法可以很复杂(因为调度频率较低);

中级调度

操作系统_处理机调度的基本概念

概念

  • 中级调度主要目的:为了提高内存利用率和系统吞吐量;
  • 应使那些暂时不能运行的进程不再占用宝贵的内存资源,而将它们调至外存上去等待,把此时的进程状态称为就绪驻外存状态或挂起状态。
  • 当这些进程重又具备运行条件、且内存又稍有空闲时,由中级调度来决定把外存上的哪些进程,重新调入内存,并修改其状态为就绪状态,挂在就绪队列上等待进程调度。
  • 内存就绪(表示进程在内存中就绪)和外存就绪(进程在外存中就绪),内存阻塞和外存阻塞。
  • 对象:就绪进程、阻塞进程

 特点

  • 调度频率:介于高级调度和低级调度之间。
  • 实际就是内存管理的“对换”功能

低级调度

操作系统_处理机调度的基本概念

概念

  • 用来决定就绪队列中的哪个进程应获得处理机,然后再由分派程序执行把处理机分配给该进程的具体操作。
  • 进程调度、短程调度。
  • 对象:就绪进程

特点

  • 调度频率高:几毫秒或几十毫秒。
  • 调度算法通常简单,保证算法执行时间短

调度方式——非抢占式

  • 指当某一进程正在处理机上执行时,即使有某个更为重要或紧迫的进程进入就绪队列,仍然让正在执行的进程继续执行,直到该进程完成或发生某种事件而进入阻塞状态时,才把处理机分配给更为重要或紧迫的进程。
  • 非抢占方式又称非剥夺方式、不可剥夺方式。
  • 简单,系统开销小,实时性差。
  • 不安全:霸占CPU,造成进程”饥饿”。

调度方式——抢占式

  • 指当一个进程正在处理机上执行时,若有某个更为重要或紧迫的进程需要使用处理机,则立即暂停正在执行的进程,将处理机分配给这个更重要或紧迫的进程。
  • 剥夺方式又称抢占方式、可剥夺方式。
  • 安全:不会霸占CPU。
  • 方式:优先权原则、短作业(进程)优先、时间片原则。

3,调度队列模型

1)仅有进程调度的调度队列模型

操作系统_处理机调度的基本概念

2)具有高级调度和低级调度的调度队列模型

操作系统_处理机调度的基本概念

3)同时具有高、中、低三级调度的调度队列模型

操作系统_处理机调度的基本概念

4,选择调度方式和衡量调度算法性能

1)面向用户的准则

周转时间短

周转时间:

从作业提交给系统开始,到作业完成为止的时间间隔。包括:

1)作业在后备队列的等待时间;

2)进程在就绪队列的等待时间;

3)进程在CPU上的执行时间;

4)进程等待(如I/O操作)时间;

平均周转时间:

操作系统_处理机调度的基本概念

平均带权周转时间:

操作系统_处理机调度的基本概念

Ti :第i个作业的周转待时间;

Tsi :第i个作业的要求服务时间;

响应时间快

响应时间:用户从提交键盘命令开始,到系统首次给出响应为止的时间。

截止时间的保证

截止时间:作业/进程开始或结束的最晚时间。

2)面向系统的准则

系统吞吐量高

吞吐量:系统单位时间内完成的作业/进程数量。

处理机利用率好

资源利用均衡

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