计算机操作系统-第十八天

目录

进程调度时机

补充知识 

进程调度的方式

非剥夺调度方式

剥夺调度方式

进程的切换与过程

本节思维导图

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进程调度时机

进程调度（低级调度），即按照某种算法从就绪队列中选择一个进程为其分配处理机。

共有两种需要进行进程调度与切换的情况：

1. 当前运行的进程主动放弃处理机，比如：进程正常终止、进程主动请求阻塞等
2. 当前运行的进程被动放弃处理机，比如：分给进程的时间片用完、有更紧急的事需要处理等

共有三种不能进行进程调度与切换的情况：

1. 在处理中断过程中（中断处理过程复杂，与硬件密切相关，很难做到在中断处理过程中进行进程切换）
2. 进程在操作系统内核程序临界区中）（进程在普通临界区中是可以进行调度、切换的）
3. 在原子操作过程中（原语）（原子操作不可中断，要一气呵成）

注意事项：

1、进程在操作系统内核程序临界区中不能进行调度与切换

2、进程处于临界区不等于处于内核程序临界区

补充知识 

临界资源：一个时间段内只允许一个进程使用的资源，各进程需要互斥地访问临界资源

临界区：访问临界资源地那段代码

内核程序临界区一般是用来访问某种内核数据结构地（比如进程地就绪队列）

实例：当进程处于内核程序临界区，且该临界区是要用来访问就绪队列时，在访问时会将该就绪队列（临界资源）上锁，当进程还没有退出内核程序临界区时，该队列就不会解锁，如果此时进行进程调度，而进程调度需要访问就绪队列为队列中的进程分配资源，但此时就绪队列被锁住，故无法顺利的进行进程调度了

结论：内核程序临界区访问的临界资源（比如就绪队列）如果不尽快释放的话，极有可能影响到操作系统内核的其他管理工作，因此在访问内核程序临界区期间不能进行调度与切换

实例：当进程处于普通资源的临界区比如打印机资源时，在打印机完成打印之前，进程一直处于临界区内，临界资源不会解锁，但打印机又是慢速设备，此时如果一直不允许进程调度的话就会导致CPU一直空闲

结论： 普通临界区访问的临界资源不会直接影响操作系统内核的管理工作，因此在访问普通临界区时可以进行调度与切换

进程调度的方式

非剥夺调度方式

概念：又称非抢占方式，即只允许进程主动放弃处理机，在运行过程中即便有更紧迫的任务达到，当前进程依然会继续使用处理机，直到该进程终止或主动要求进入阻塞态

特点：实现简单，系统开销小但是无法即使处理紧急任务，适合于早期的批处理系统

剥夺调度方式

概念：又称抢占方式，当一个进程正在处理机上执行是，如果有一个更重要或更紧迫的进程需要使用处理机，则立即暂停正在执行的进程，将处理机分配给更重要紧迫的进程

特点：可以优先处理更紧急的进程，也可以实现让各进程按时间片轮流执行的功能（利用时钟中断）适合于分时操作系统、实时操作系统

进程的切换与过程

“侠义的进程调度”与“进程切换”的区别：

1、侠义的进程调度指的是从就绪队列中选中一个要运行的进程（该进程可以是刚刚被暂停执行的进程，也可能是另一个进程，后者就需要进程切换）

2、广义的进程调度包含了选择一个进程和进程切换两个步骤：

        进程切换的过程主要完成了：

                对原来运行进程各种数据的保存

                对新进程各种数据的恢复

注意事项：进程切换是有代价的，因此如果过于频繁的进行进程调度、切换，必然会使整个系统的效率降低，使系统大部分时间都花在了进程切换上，而真正用于执行进程的时间减少

本节思维导图

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