计算机操作系统修订版课件培训课件
83页1、第三章 处理机调度与死锁,3.1 处理机调度的基本概念 3.2 调度算法 3.3 实时调度 3.4 多处理机系统中的调度 3.5 产生死锁的原因和必要条件 3.6 预防死锁的方法 3.7 死锁的检测与解除,3.1 处理机调度的基本概念,3.1.1 高级、中级和低级调度,1. 高级调度(High Scheduling),在每次执行作业调度时,都须做出以下两个决定。 1) 接纳多少个作业 2) 接纳哪些作业,2. 低级调度(Low Level Scheduling),1) 非抢占方式(Non-preemptive Mode) 在采用非抢占调度方式时,可能引起进程调度的因素可归结为这样几个: 正在执行的进程执行完毕, 或因发生某事件而不能再继续执行; 执行中的进程因提出I/O请求而暂停执行; 在进程通信或同步过程中执行了某种原语操作,如P操作(wait操作)、Block原语、Wakeup原语等。这种调度方式的优点是实现简单、系统开销小,适用于大多数的批处理系统环境。但它难以满足紧急任务的要求立即执行,因而可能造成难以预料的后果。显然,在要求比较严格的实时系统中,不宜采用这种调度方式。,3.
2、中级调度(Intermediate-Level Scheduling),中级调度又称中程调度(Medium-Term Scheduling)。 引入中级调度的主要目的,是为了提高内存利用率和系统吞吐量。 为此,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又具备运行条件的就绪进程,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。,3.1.2 调度队列模型,1. 仅有进程调度的调度队列模型,图 3 - 1 仅具有进程调度的调度队列模型,2. 具有高级和低级调度的调度队列模型,图 3-2 具有高、低两级调度的调度队列模型,就绪队列的形式。 (2) 设置多个阻塞队列。,图 3-2 示出了具有高、低两级调度的调度队列模型。该模型与上一模型的主要区别在于如下两个方面。,3. 同时具有三级调度的调度队列模型,图 3-3 具有三级调度时的调度队列模型,3.1.3 选择调度方式和调度算法的若干准则,1. 面向用户的准则,(1) 周转
3、时间短。,可把平均周转时间描述为:,作业的周转时间T与系统为它提供服务的时间TS之比,即W=T/TS,称为带权周转时间,而平均带权周转时间则可表示为:,(2) 响应时间快。 (3) 截止时间的保证。 (4) 优先权准则。,2. 面向系统的准则,系统吞吐量高。 (2) 处理机利用率好。 (3) 各类资源的平衡利用。,3.2 调 度 算 法,3.2.1 先来先服务和短作业(进程)优先调度算法,1. 先来先服务调度算法,图 3-4 FCFS和SJF调度算法的性能,2. 短作业(进程)优先调度算法,短作业(进程)优先调度算法SJ(P)F,是指对短作业或短进程优先调度的算法。它们可以分别用于作业调度和进程调度。短作业优先(SJF)的调度算法,是从后备队列中选择一个或若干个估计运行时间最短的作业,将它们调入内存运行。而短进程优先(SPF)调度算法,则是从就绪队列中选出一估计运行时间最短的进程,将处理机分配给它,使它立即执行并一直执行到完成,或发生某事件而被阻塞放弃处理机时,再重新调度。,SJ(P)F调度算法也存在不容忽视的缺点: (1) 该算法对长作业不利,如作业C的周转时间由10增至16,其带权
4、周转时间由2增至3.1。更严重的是,如果有一长作业(进程)进入系统的后备队列(就绪队列),由于调度程序总是优先调度那些(即使是后进来的)短作业(进程),将导致长作业(进程)长期不被调度。 (2) 该算法完全未考虑作业的紧迫程度,因而不能保证紧迫性作业(进程)会被及时处理。 (3) 由于作业(进程)的长短只是根据用户所提供的估计执行时间而定的,而用户又可能会有意或无意地缩短其作业的估计运行时间,致使该算法不一定能真正做到短作业优先调度。,3.2.2 高优先权优先调度算法,1. 优先权调度算法的类型,非抢占式优先权算法,在这种方式下,系统一旦把处理机分配给就绪队列中优先权最高的进程后,该进程便一直执行下去,直至完成; 或因发生某事件使该进程放弃处理机时,系统方可再将处理机重新分配给另一优先权最高的进程。这种调度算法主要用于批处理系统中;也可用于某些对实时性要求不严的实时系统中。,2) 抢占式优先权调度算法 在这种方式下,系统同样是把处理机分配给优先权最高的进程,使之执行。但在其执行期间,只要又出现了另一个其优先权更高的进程,进程调度程序就立即停止当前进程(原优先权最高的进程)的执行,重新将
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