多处理机调度短程调度
52页1、第7章 CPU调度,多道程序的关键是调度:对CPU资源进行合理的分配使用,以提高处理机利用率,并使各用户公平地得到处理机资源。 处理机调度是OS的重要功能之一。 WHAT:按什么原则分配CPU 进程调度算法 WHEN:何时分配CPU 进程调度的时机 HOW: 如何分配CPU CPU调度过程(进程的上下文切换),7.1 处理器调度的类型,处理器调度 对CPU资源进行合理地分配使用,以提高CPU的利用率,使各用户公平地得到CPU资源。 处理器调度的目标 以满足系统目标(如响应时间、吞吐率、处理器效率)的方式,把进程分配在一个处理器或多个处理器上执行。,处理器调度的准则,面向用户的准则 响应时间 (min); 周转时间(结束时间-进入系统时间)(min); 优先级 面向系统的准则 吞吐量(max) CPU利用率(max) 公平 资源的平衡使用 系统开销 (min),7.1 处理器调度的类型,长程调度(高级调度):从外存的后备队列中选择一个或者多个作业调入内存,并为它们创建进程,分配必要的资源。 长程调度程序决定OS可以接纳一个还是多个进程 创建的进程越多,每个进程执行时间百分比就越小。 每当
2、一个进程终止时或空闲时间片超过了一定的域值 ,调度程序可能会决定增加一个或多个新进程,或调用长程调度程序。 决定下一次允许哪个进程进入: 基于简单的FIFO原则,基于优先级、执行时间、I/O需求等 进程状态的变化为: 创建就绪/挂起;创建就绪,中程调度(中级调度):将进程的部分或全部加载到内存中,提高内存利用率。进程状态变化(通过执行挂起和激活操作): 就绪/挂起就绪 阻塞/挂起阻塞 短程调度(低级调度、进程调度、分派程序dispather ):选择哪个进程在处理机上执行,执行最频繁) 进程状态:就绪运行 当可能导致当前进程挂起或可能剥夺当前正在运行的进程的事件发生时,调用短程调度程序。包括如下事件: 时钟中断、I/O中断、操作系统调用、信号,7.1 处理器调度的类型,其它:按照OS类型的分类,批处理调度应用场合:大中型主机集中计算,如工程计算、理论计算 分时调度、实时调度 多处理机调度,7.1 处理器调度的类型,三种调度类型之间的关系: 当创建新进程时,执行高级调度,将新进程加入到当前活动的一组进程中。 中级调度是交换功能的一部分,它将一个进程至少部分换入内存中,使之以后能够执行。
3、低级调度才真正决定哪个就绪进程是下一个得以执行的进程。,调度和进程状态转换,用于调度的队列图,批作业,CPU,释放,超时,短程调度,就绪队列,就绪、挂起队列,阻塞、挂起队列,阻塞队列,事件等待,事件发生,交互用户,长程调度,中程调度,Admit,Running,Ready Suspend,Ready,Blocked,Dispatch,Timeout,Event,Wait,Event,Occurs,Release,Blocked Suspend,Suspend,Event,Occurs,Activate,Admit,高级调度,低级调度,中级调度,调度的层次,Activate,Suspend,Suspend,Exit,New,几个概念:CPU burst vs. I/O burst,阵发期 : CPU burst cycle: 进程(线程)使用CPU计算; I/O burst cycle: 进程(线程)使用设备I/O。 进程运行行为: CPU burst, I/O burst, CPU burst, I/O burst, CPU调度:考虑处于CPU burst进程集合 CPU burst时
4、间根据以前行为推定。,7.2 进程调度算法-基本类型,非抢占调度(NonPreemptive):就绪进程不可以从运行进程手中抢占CPU。 一旦进程处于运行状态,它就不断执行直到终止或者为等待I/O或请求某些操作系统服务而阻塞自己,才把CPU让给别人 抢占调度(Preemptive):就绪进程可以从运行进程手中抢占CPU。 允许调度程序根据某种策略中止当前运行进程的执行,将其转移到就绪状态,并选择另一个进程投入运行。 时机: 一个新进程到达时 一个中断的发生 将一个被阻塞进程置为就绪态 周期性的时间中断,7.2 进程调度算法-基本类型,比较: 抢占策略可能会导致较大的开销,但是可对所有进程提供较好的服务,避免任一个进程独占CPU太长时间 通过使用有效的进程切换机制以及提供比较大的主存,使得大部分程序都在主存中,剥夺的代价可以相对比较低。,7.2 进程调度程序的功能,保存现场:记录放弃CPU的进程A的现场信息(如PC,通用寄存器的内容等) 选择进程:当进程出让CPU或调度程序剥夺执行状态进程占用的CPU时,选择适当的进程B分派CPU 完成上下文切换 用户态执行进程A代码,之后进入OS内核(
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