操作系统原理第章 处理器调度.ppt
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《计算机操作系统》- 第3章 操作系统原理Operating System Principles 四川大学计算机学院 段 磊 leiduan@ 2014 Spring 第3章 处理器调度 处理器调度指在多道程序环境下将处理器分配给各进程。 在处理器调度中,合理的调度算法能够提高处理器的处理能力和系统性能,满足用户需求。 本章目录 3.1 处理器调度的层次 3.2 评价调度算法的准则 3.3 调度算法 3.4 线程调度 3.5 实时调度 3.6 多处理器调度 3.7 Windows 2000/XP系统的处理器调度 3.1 处理器调度的层次 内容 高级调度-作业调度 中级调度 低级调度-进程调度 要点 调度的本质 进程调度的概念 3.1 处理器调度的层次 内容 高级调度-作业调度 中级调度 低级调度-进程调度 要点 调度的本质 进程调度的概念 调度的概念与本质 调度: 系统将计算机资源分配给进程。 单道程序环境与多道程序环境 处理器调度: 多道程序环境下将处理器分配给各进程 调度要解决的问题: WHAT:按什么原则分配CPU 调度算法 WHEN:何时分配CPU 调度的时机 HOW: 如何分配CPU 调度过程 处理器调度的层次 处理机是计算机系统中的重要资源 处理机调度算法对整个计算机系统的综合性能指标有重要影响 处理机调度的三个层次: 高级调度 中级调度 低级调度 高级调度-作业的概念与分类 概念: 作业由一组统一管理和操作的进程集合构成,是用户要求计算机系统完成的一项相对独立的工作。 作业可以是完成了编译、链接之后的一个用户程序,也可以是用各种命令构成的一个脚本。 分类: 根据需要处理工作的类型,分为计算型作业和I/O型作业。 按照作业提交方式,分为批处理作业和终端型作业。 一个系统能够同时接纳作业的个数称为系统的多道程序度。 高级调度-作业的概念与分类 高级调度-概念与模型 作业调度概念: 按照操作系统预先规定的策略,从磁盘的作业后备队列中选择作业调入内存,为作业分配所需要的资源并建立与作业相对应的进程。 当作业运行的准备工作完成后,作业调度启动作业运行。 在作业运行结束后,作业调度归还并释放作业占用的资源,结束作业。 模型: 高级调度-策略与因素 接纳多少个作业 作业数目太多时,可能会影响到系统的服务质量; 作业的数量太少时,又会导致系统的资源利用率和系统吞吐量太低 接纳哪些作业 先来先服务调度算法 短作业优先调度算法 基于作业优先级的调度算法 响应比高者优先的调度算法 高级调度-OS任务 作业调度中操作系统需要完成如下主要工作: 确定作业的数据结构 确定作业的调度算法 为作业分配资源 回收作业资源 高级调度-作业状态转换 作业调度将作业从后备状态转换到内存执行状态 作业执行状态包含作业所对应进程的就绪、运行和阻塞状态 3.1 处理器调度的层次 内容 高级调度-作业调度 中级调度 低级调度-进程调度 要点 调度的本质 进程调度的概念 中级调度-概念与功能 又称为中程调度,是为了提高内存利用率和平衡系统负载而采取的一种利用外存补充内存的措施。 多进程环境下,内存中存在多个进程,其中有些进程可能需要挂起,这些进程暂时不参与对处理器的竞争。 为了充分利用内存资源,系统会采用进程对换的方法将进程换出到外存,将这些进程占用的内存空间释放,让内存能够接纳新的进程或使得内存中的进程能够更快推进。当被换出到外存中的进程挂起时间到时,又需要将这些进程换入到内存。 中级调度是在换出内存的进程中确定需要进入内存的进程的一种调度操作。 3.1 处理器调度的层次 内容 高级调度-作业调度 中级调度 低级调度-进程调度 要点 调度的本质 进程调度的概念 低级调度-概念与功能 又称为进程调度、短程调度 按照一定的调度算法从内存的就绪进程队列中选择进程,为进程分配处理器,避免进程对处理器竞争的方法。 与作业调度和中级调度比较,进程调度发生的频率最高,作业调度发生的频率最低,中级调度主要用于内存管理,特别是虚拟存储器管理。 3.1.2 进程调度模型 只有进程调度的调度队列模型 3.1.2 进程调度模型 具有高、低两级调度的调度队列模型 3.1.2 进程调度模型 具有三级调度时的调度队列模型 低级调度-原因与机制 引起进程调度的主要原因如下: 处理器执行的进程完成任务,处理器空闲 处理器执行的进程转入阻塞状态,此时处理器空闲 处理器执行的进程被其它进程抢占 处理器执行的进程被挂起 机制: 排队器 分派器 上下文切换机制 低级调度-调度方式 非抢占方式: 简单,实时性差 抢占方式 时间片原则 优先权原则 短作业优先原则 本章目录 3.1 处理器调度的层次 3.2 评价调度算法的准则 3.3 调度算法 3.4
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