计算机操作系统（第二版）课件：进程调度基本概念.pptx

单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,进程调度,进程调度的基本概念,进程调度算法,Linux/openEuler,调度算法解析,3.5,进程调度,3.5.1,进程调度的基本概念,说明高级调度要完成的功能及设计时要考虑的因素,说明低级调度要完成的功能及设计时要考虑的因素,说明中级调度要完成的功能及设计时要考虑的因素,分析说明进程调度的两种方式的含义、性能特点、适用场景,分析说明进程调度时机,分析说明选择进程,调度方式及调度算法应考虑的因素,分析说明,调度性能的评价指标,讨论分析设计调度方式与算法时存在的若干矛盾问题,3.5,进程调度,3.5.1,进程调度的基本概念,1.,并发技术回顾,多个进程在一个,CPU,上交替执行，提高了资源利用率和系统吞吐量,CPU,时间,进程,1,进程,2,进程,3,进程,1,进程,2,进程,3,mov ax,30,mov bx,50,add ax,bx,进程,1,mov ax,100,mov bx,50,add ax,bx,进程,2,mov ax,200,mov bx,50,add ax,bx,进程,3,切换,问题：,CPU,从运行进程,1,到运行进程,2,，系统要做哪些工作？,CPU,CPU,切换,CPU,3.5,进程调度,2.,进程调度与分派,3.5.1,进程调度的基本概念,next=,PickNext,(ReadyQueue);,switch,(current,next);,从所有就绪进程中，按一定策略选择下一个即将参与运行的进程,调度,切换进程上下文：即保存前一个进程的,CPU,现场信息，恢复下一个运行进程的现场信息,分派,当系统中作业或进程申请资源的数量超出资源本身的配置情况时，系统需要确定优先将有限的资源分配给哪个或哪些作业或进程使用,调度,高级调度，中级调度，低级调度,3.,调度的层次,3.5.1,进程调度的基本概念,高级调度：,又称作业调度或长程调度,就,绪,队,列,作业,调度,外存,备,队,列,内存,后,考虑的问题：,接纳多少个作业：,多道程序度,接纳哪些作业：,作业调度算法,什么是高级调度？需要完成哪些工作？高级调度要考虑哪些问题？,3.5,进程调度,3.5,进程调度,3.,调度的层次,3.5.1,进程调度的基本概念,低级调度,：,又称,进程,调度,考虑的问题：,调度标准：,进程调度算法,调度时机：,什么时候调度,进程,调度,就,绪,队,列,内存,CPU,什么是低级调度？需要完成哪些工作？低级调度要考虑哪些问题？,中级调度,：,对换,引人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。

外存,文件区,外存,交换区,内存,内存紧张时换出,内存宽松时换入,3.5,进程调度,3.,调度的层次,3.5.1,进程调度的基本概念,考虑的问题：,交换哪些进程,什么时候交换,什么是中级调度？需要完成哪些工作？中级调度要考虑哪些问题？,3.5,进程调度,3.,调度的层次,3.5.1,进程调度的基本概念,三级调度,非抢占方式,抢占方式,抢占原则：,时间片原则；优先权原则；剩余运行时间等抢占方式的实现机制：,（,1,）内核完全不可抢占；如,winNT,，传统,unix,（,2,）内核部分可抢占：如,unix SVR4,linux,；,（,3,）内核完全可抢占：如,solaris,、,win2000,.,4.,进程调度方式,3.5,进程调度,3.5.1,进程调度的基本概念,进程调度有哪两种方式？各是什么含义？两种调度方式的性能特点？,抢占式调度有哪些抢占原则？,5.,可能的进程调度时机,:,分时系统中时间片用完；,当前进程本身状态发生转换：,进程终止；进程等待,进程从系统调用中返回用户态；,系统从中断处理中返回用户态；,就绪队列中出现比当前进程优先级更高的进程；,3.5,进程调度,3.5.1,进程调度的基本概念,可能的进程调度时机有哪些？,6.,选择进程调度方式及调度算法应考虑的因素,:,系统设计目标,批处理系统；交互式系统；实时系统；网络系统,调度的公平性,资源的均衡利用,各类资源的均衡利用；多个同类资源的均衡利用,合理的系统开销,调度开销,:,运行调度算法的开销，上下文切换开销,3.5,进程调度,3.5.1,进程调度的基本概念,需要考虑哪些因素？,7.,调度性能的评价指标,:,CPU,利用率：,40%,90%,系统吞吐量：,单位时间完成的任务数量,CPU,利用率高,+,系统开销小,响应时间：,交互式系统,从用户提交一个请求开始，到系统首次对该请求产生响应为止的时间间隔,。

对截止时间的保证：,实时系统,3.5,进程调度,3.5.1,进程调度的基本概念,有哪些调度性能评价指标？,什么是响应时间？,截止时间分为哪两种？,周转时间,/,带权周转时间,周转时间：,平均周转时间：,带权周转时间,3.5.1,进程调度的基本概念,作业名,需要执行时间,周转时间,J1,10ms,200s,J2,200s,300s,带权周转时间,200000,1.5,作业的周转时间,T,与系统为它提供服务的时间,T,S,之比,7.,调度性能的评价指标,:,平均带权周转时间,:,8.,设计调度方式及算法时的矛盾问题,:,响应时间短与公平性之间的矛盾,3.5,进程调度,3.5.1,进程调度的基本概念,响应时间短,提高交互型任务的优先级,交互型任务总是优先调度,批处理任务长期得不到调度,不公平,响应时间短与吞吐量大之间的矛盾,响应时间短,缩小时间片，提高,CPU,调度的频率,保证截止时间与公平性之间的矛盾,保证任务截止时间,基于优先级抢占调度,低优先级任务长期得不到调度,不公平,CPU,调度及切换开销大,降低了系统的吞吐量,8.,设计调度算法时的矛盾问题,:,3.5,进程调度,保证截止时间与吞吐量大之间的矛盾,保证截止时间,基于优先级抢占调度,CPU,调度及切换开销大,降低了系统的吞吐量,提高了,CPU,调度的频率,其他矛盾,如资源的均衡利用与保证截止时间或响应时间短等方面的矛盾,设计调度算法时必须综合考虑多个因素，不可能设计完美的调度算法，只能根据系统的主要目标进行折衷权衡。

这是设计操作系统等复杂系统时的主要特点3.5.1,进程调度的基本概念,在设计高级调度解决策略时，以下（）问题不需要重点考虑一次调度多少个作业进入内容,内存容量大小,CPU,分配算法,选择哪些作业调入内存,A,B,C,D,提交,单选题,10,分,在设计抢占式进程调动方式时，以下（）不是合理的抢占原则时间片原则,优先级原则,短进程优先原则,设备需求数量原则,A,B,C,D,提交,单选题,10,分,在设计进程调动方式及调动算法时，以下（）,并不是需要重点考虑的因素调动的公平性,资源的利用率,用户的方便性,实时系统中对截止时间的保证,A,B,C,D,提交,单选题,10,分,3.5.1,进程调度基本概念,调度的三个层次、分别要完成的功能及设计时要考虑的因素,进程调度的两种方式的含义、性能特点、适用场景,进程调度时机,选择进程,调度方式及调度算法应考虑的因素,调度性能的评价指标,本节知识小结,哪个小组来总结下？,。