3第三章_cpu调度题稿.pptx

第3章 CPU调度 本章内容 2 兴趣话题 3 两军对垒，实力相当，如何取胜？ 分析问题 4 《宋史·岳飞传》记载，岳飞对宗泽说：“阵而后战，兵法之常，运用之妙，存乎一心。” 意思是摆好阵势以后出战，这是打仗的常规，但运用的巧妙灵活，全在于善于思考。指高超的指挥作战的艺术。 各个兵种是什么？ 指挥作战的人是什么？ 何为兵法？ 处理器（CPU） 作业或进程 追踪问题 5 按某种算法，动态地把处理机（CPU）分配给就绪队列中的一个进程，使之执行。 是一块超大规模的集成电路，是一台计算机的运算核心和控制核心。 提出问题：CPU如何去调度某个进程？ 6 CPU 调度 基本概念 7 分派程序 CPU调度程序 CPU-I/O区间周期 CPU调度准则(目标) 8 响应时间快 周转时间短 系统吞吐量高 截止时间的保证 处理机利用率高 优先权准则 各类资源的平衡利用 CPU调度层次 9 低级(进程)调度 中级调度 高级(作业)调度 高级(作业)调度 10 又称为作业调度或长程调度(Long Term Scheduling)， 其主要功能是根据某种算法，把外存上处于后备队列中的那些作业调入内存，也就是说，它的调度对象是作业。 作业：作业是一个比程序更为广泛的概念，它不仅包含了通常的程序和数据，而且还应配有一份作业说明书，系统根据该说明书来对程序的运行进行控制 作业步：通常，在作业运行期间，每个作业都必须经过若干个相对独立，又相互关联的顺序加工步骤才能得到结果，我们把其中的每一个加工步骤称为一个作业步，各作业步之间存在着相互联系，往往是把上一个作业步的输出作为下一个作业步的输入。 作业流：若干个作业进入系统后，被依次存放在外存上，这便形成了输入的作业流；在操作系统的控制下，逐个作业进行处理，于是便形成了处理作业流。 高级(作业)调度 11 作业控制块JCB(Job Control Block)：为了管理和调度作业，在多 道批处理系统中为每个作业设置了一个作业控制块，它是作业在系统中存在的标志，其中保存了系统对作业进行管理和调度所需的全部信息。 （作业标识、作业类型、作业状态、调度信息、资源需求进入、 开始、完成、退出时间等） 作业调度：根据作业控制块中的信息，审查系统能否满足用户作业的资源需求，以及按照一定的算法，从外存的后备队列中选取某些作业调入内存，并为它们创建进程、分配必要的资源。然后再将新创建的进程插入就绪队列，准备执行。 低级(进程)调度 12 通常也把低级调度(Low Level Scheduling)称为进程调度或短程调度(Short Term Scheduling)，它所调度的对象是进程(或内核级线程)。 进程调度是最基本的一种调度，在多道批处理、分时和实时三种类型的OS中，都必须配置这级调度。（重点） 低级(进程)调度 13 排队器：为了提高进程调度的效率，应事先将系统中所有的就绪进程按照一定的方式排成一个或多个队列，以便调度程序能最快地找到它。 进程调度中的三个基本机制： 分派器：把由进程调度程序所选定的进程，从就绪队列中取出该进程，然后进行上下文切换，将处理机分配给它。 上下文切换机制：当对处理机进行切换时，会发生两对上下文切换操作。在第一对上下文切换时，操作系统将保存当前进程的上下文，而装入分派程序的上下文，以便分派程序运行；在第二对上下文切换时，将移出分派程序，而把新选进程的CPU现场信息装入到处理机的各个相应寄存器中。 低级(进程)调度 14 非抢占方式(Non-preemptive Mode)：在采用这种调度方式时，一旦把处理机分配给某进程后，不管它要运行多长时间，都一直让它运行下去，决不会因为时钟中断等原因而抢占正在运行进程的处理机，也不允许其它进程抢占已经分配给它的处理机。直至该进程完成，自愿释放处理机，或发生某事件而被阻塞时，才再把处理机分配给其他进程。 优点：实现简单，系统开销小，适用于大多数的批处理系统环境； 缺点：不能立即执行，不适合实时系统等。 进程调度方式: 低级(进程)调度 15 抢占方式(Preemptive Mode)：允许调度程序根据某种原则去暂停某个正在执行的进程，将已分配给该进程的处理机重新分配给另一进程。 优点：防止长时间占用处理器，公平，满足实时要求； 缺点：开销较大。 进程调度方式: 那么，采用进程调度，是要达到什么样的效果呢？ 低级(进程)调度 16 1）保存处理机的现场信息：保存当前进程的处理机的现场信息，如程序计数器、多个通用寄存器