操作系統_處理機調度的基本概念

目錄

1,操作系統分配處理機的基本流程

流程圖

流程說明

2,高級、中級、低級三級調度

高級調度

概念

特點

中級調度

概念

 特點

低級調度

概念

特點

調度方式——非搶佔式

調度方式——搶佔式

3,調度隊列模型

1)僅有進程調度的調度隊列模型

2)具有高級調度和低級調度的調度隊列模型

3)同時具有高、中、低三級調度的調度隊列模型

4,選擇調度方式和衡量調度算法性能

1)面向用戶的準則

週轉時間短

響應時間快

截止時間的保證

2)面向系統的準則

系統吞吐量高

處理機利用率好

資源利用均衡


1,操作系統分配處理機的基本流程

流程圖

流程說明

1,批量作業放入後備隊列,通過作業調度進入就緒隊列

2,就緒隊列中的元素通過進程調度依次獲得CPU使用權,或是存入就緒、掛起隊列

3,若進程執行期間時間片用完,則重新進入就緒隊列

4,若發生等待事件則進程被阻塞,進而存入阻塞隊列

  • 當內存資源不足時,阻塞隊列中的進程便會被掛起,暫時調離出內存,存入阻塞、掛起隊列;事件出現時,阻塞、掛起隊列中的進程又將存入就緒、掛起隊列就緒、掛起隊列中的進程通過中級調度進入就緒隊列,從而繼續按照 流程運轉;
  • 當阻塞隊列中的進程事件發生時,則將進程調入就緒隊列中;

 

2,高級、中級、低級三級調度

高級調度

概念

  • 用於決定把外存上處於後備隊列中的哪些作業調入內存,併爲它們創建進程、分配必要的資源,再將新創建的進程排在就緒隊列上,準備執行;
  • 長程調度、作業調度、接納調度;
  • 對象:作業;

特點

  • 調度頻率低;
  • 調度算法可以很複雜(因爲調度頻率較低);

 

中級調度

概念

  • 中級調度主要目的:爲了提高內存利用率和系統吞吐量
  • 應使那些暫時不能運行的進程不再佔用寶貴的內存資源,而將它們調至外存上去等待,把此時的進程狀態稱爲就緒駐外存狀態或掛起狀態
  • 當這些進程重又具備運行條件、且內存又稍有空閒時,由中級調度來決定把外存上的哪些進程,重新調入內存,並修改其狀態爲就緒狀態,掛在就緒隊列上等待進程調度。
  • 內存就緒(表示進程在內存中就緒)和外存就緒(進程在外存中就緒),內存阻塞和外存阻塞。
  • 對象:就緒進程、阻塞進程

 特點

  • 調度頻率:介於高級調度和低級調度之間。
  • 實際就是內存管理的“對換”功能

 

低級調度

概念

  • 用來決定就緒隊列中的哪個進程應獲得處理機,然後再由分派程序執行把處理機分配給該進程的具體操作。
  • 進程調度、短程調度。
  • 對象:就緒進程

特點

  • 調度頻率高:幾毫秒或幾十毫秒。
  • 調度算法通常簡單,保證算法執行時間短

調度方式——非搶佔式

  • 指當某一進程正在處理機上執行時,即使有某個更爲重要或緊迫的進程進入就緒隊列,仍然讓正在執行的進程繼續執行,直到該進程完成或發生某種事件而進入阻塞狀態時,才把處理機分配給更爲重要或緊迫的進程。
  • 非搶佔方式又稱非剝奪方式、不可剝奪方式。
  • 簡單,系統開銷小,實時性差。
  • 不安全:霸佔CPU,造成進程”飢餓”。 

調度方式——搶佔式

  • 指當一個進程正在處理機上執行時,若有某個更爲重要或緊迫的進程需要使用處理機,則立即暫停正在執行的進程,將處理機分配給這個更重要或緊迫的進程。
  • 剝奪方式又稱搶佔方式、可剝奪方式。
  • 安全:不會霸佔CPU。
  • 方式:優先權原則、短作業(進程)優先、時間片原則。 

 

3,調度隊列模型

1)僅有進程調度的調度隊列模型

2)具有高級調度和低級調度的調度隊列模型

3)同時具有高、中、低三級調度的調度隊列模型

 

4,選擇調度方式和衡量調度算法性能

1)面向用戶的準則

週轉時間短

週轉時間

作業提交給系統開始,到作業完成爲止的時間間隔。包括:
1)作業在後備隊列的等待時間;
2)進程在就緒隊列的等待時間;
3)進程在CPU上的執行時間
4)進程等待(如I/O操作)時間

平均週轉時間:

平均帶權週轉時間:

Ti :第i個作業的週轉待時間;
Tsi :第i個作業的要求服務時間;

響應時間快

響應時間:用戶從提交鍵盤命令開始,到系統首次給出響應爲止的時間。

截止時間的保證

截止時間:作業/進程開始或結束的最晚時間。

2)面向系統的準則

系統吞吐量高

吞吐量:系統單位時間內完成的作業/進程數量。


處理機利用率好


資源利用均衡

 

 

 

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