【操作系统复习】第3章 处理机调度与死锁 1

高级调度（长程调度/作业调度）

调度对象：作业

根据某种算法，决定将外存上处于后备队列中的作业调入内存，并为它们创建进程和分配必要的资源。然后，将新创建的进程排在就绪队列上等待调度。主要用于多道批处理系统中

作业：在多道批处理操作系统中，用户提交给系统的一项相对独立的工作

作业和进程的关系：作业是比进程更广泛的概念，不仅包含了通常的程序和数据，而且还配有一份作业说明书，系统根据作业说明书对程序运行进行控制

作业控制块（JCB）:多道批处理系统中，为每个作业设置一个作业控制块。 JCB是一个作业在系统中存在的惟一标志，系统根据JCB才感知到作业的存在

2. JCB包含内容：作业控制块JCB中包含了对作业进行管理的必要信息，JCB中的信息一部分是从用户提供的作业控制卡或作业说明书中得到，另一部分是记录作业运行过程中的动态信息

3. JCB的生成：作业提交给系统后，便由“作业注册”程序为作业建立一个作业控制块JCB，放入后备队列

低级调度（短程调度/进程调度）

调度对象：进程

根据某种调度算法，决定就绪队列中的哪个进程应获得处理机应用在于多道批处理、分时和实时OS

进程调度的任务

➢ 保存处理机的现场信息

➢ 按某种算法选取进程

➢ 把处理器分配给进程

中级调度（中程调度/内存调度）

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；使那些暂时不能运行的进程不再占用宝贵的内存资源，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；

 

 

调度准则

普遍目标：

➢ 资源利用率

➢ 公平性

➢ 平衡性

➢ 策略强制执行

 

批处理系统的目标：

➢ 平均周转时间短、系统吞吐量高、处理机利用率高

分时系统的目标：

➢ 响应时间快、均衡性

实时系统的目标：

➢ 截止时间的保证、可预测性

平均周转时间：平均从作业提交给系统开始，到作业完成为止的这段时间间隔。

带权周转时间：权值为作业周转时间T与系统为之服务时间TS之比。

响应时间：从用户通过键盘提交请求开始，直到系统首次显示出处理结果为止的一段时间。

响应时间包括：

➢ ①从键盘输入的请求信息传送到处理机的时间

➢ ②处理机对请求信息进行处理的时间

➢ ③将所形成的响应回送到终端显示器的时间

先来先服务调度算法(FCFS)

按照作业到达的先后次序来进行调度

先来先服务调度算法(FCFS)的特点

1. 作业调度和进程调度均可，最简单，本质上属非抢占方式

2. 有利于长作业/进程，不利于短作业

3. 有利于CPU繁忙型的作业(如通常的科学计算)，而不利于I／O繁忙的作业/进程（如大多数的事务处理)

短作业优先调度算法(SJF)

SJF算法：既可用于作业，也可用于进程

➢ 对作业：从后备队列中选择若干个估计运行时间最短的作业。

➢ 对进程：关联到每个进程下次运行的CPU区间长度，调度最短的进程。

➢ 非抢占式SJF

➢ 抢占式SJF–抢占发生在有比当前进程剩余时间片更短的进程到达时，也

称为最短剩余时间优先调度

SJF是最优的（对一组指定的进程而言），它给出了最短的平均等待时间。

缺点：

只能估算进程的运行时间（估值不准确），所以通常用于作业调度对长作业不利采用SJF算法时，人-机无法实现交互完全未考虑作业的紧迫程度

优先权调度算法(PR)

高响应比优先调度算法是一种优先级调度算法，用于作业调度

优先级类型

➢ 静态优先级

p 创建进程时确定优先数(整数)，在进程的整个运行期间保持不变

p 简单易行，系统开销小

p 不够精确，可能会出现优先级低的进程长期没有被调度的情况

➢ 动态优先级

p 创建进程时先赋予其一个优先级，然后其值随进程的推进或等待时间的增加而改变

优点

➢ 实现简单，考虑了进程的紧迫程度

➢ 灵活，可模拟其它算法

存在问题

➢ 饥饿 ——低优先级的进程可能永远得不到运行

解决方法

➢ 老化 —— 视进程等待时间的延长提高其优先数