《A處理機(jī)調(diào)度》PPT課件

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1、(SchedulingandDeadlock)第三章處理機(jī)調(diào)度與死鎖在多道程序系統(tǒng)中，一個(gè)作業(yè)從提交到執(zhí)行完成，要經(jīng)歷多級(jí)調(diào)度，調(diào)度的好壞要影響系統(tǒng)的運(yùn)行性能，因此調(diào)度是多道系統(tǒng)的關(guān)鍵。為了改善系統(tǒng)資源的利用率和提高系統(tǒng)處理能力，多道程序系統(tǒng)中采用多個(gè)進(jìn)程的并發(fā)執(zhí)行，但它也可能發(fā)生死鎖的危險(xiǎn)，研究死鎖的原因和產(chǎn)生條件，采用預(yù)防死鎖、避免死鎖、檢測(cè)死鎖和解除死鎖等多種方法防止死鎖是多道程序系統(tǒng)重要的研究課題。熟悉處理機(jī)三級(jí)調(diào)度概念和處理機(jī)調(diào)度模型，掌握作業(yè)的狀態(tài)和作業(yè)調(diào)度的功能。掌握進(jìn)程調(diào)度的方式和功能，熟悉調(diào)度方式和算法的選擇準(zhǔn)則

2、，掌握七種調(diào)度算法及適合范圍。掌握死鎖的定義和產(chǎn)生死鎖的原因，掌握死鎖的四個(gè)必要條件；熟悉預(yù)防死鎖的方法，熟練掌握銀行家算法及其在死鎖避免中的應(yīng)用；掌握資源分配圖的簡(jiǎn)化及其死鎖定理，熟悉解除死鎖的方法。本章要求幾種OS的簡(jiǎn)單回顧批處理操作系統(tǒng)多道程序設(shè)計(jì)系統(tǒng)分時(shí)系統(tǒng)實(shí)時(shí)系統(tǒng)作業(yè)和進(jìn)程的關(guān)系作業(yè)是用戶需要計(jì)算機(jī)完成某項(xiàng)任務(wù)時(shí)要求計(jì)算機(jī)所做的工作的集合。作業(yè)的完成要經(jīng)過作業(yè)提交、作業(yè)后備、作業(yè)執(zhí)行和作業(yè)完成四個(gè)階段。進(jìn)程是對(duì)已提交完畢程序的執(zhí)行過程的描述，是資源分配的基本單位。（1）作業(yè)是用戶向計(jì)算機(jī)提交任務(wù)的實(shí)體，而進(jìn)程是完成用戶任

3、務(wù)的實(shí)體；（2）一個(gè)作業(yè)可由多個(gè)進(jìn)程組成，且必須至少由一個(gè)進(jìn)程組成。（3）作業(yè)的概念主要用在批處理操作系統(tǒng)中，而進(jìn)程的概念則幾乎用在所有的多道程序操作系統(tǒng)中。①提交狀態(tài)：一個(gè)作業(yè)在其處于輸入設(shè)備進(jìn)入外部存儲(chǔ)設(shè)備的過程稱為提交狀態(tài)②后備狀態(tài)（收容狀態(tài)）：輸入管理系統(tǒng)不斷地將作業(yè)輸入到外存對(duì)應(yīng)部分（或稱輸入井），如果一個(gè)作業(yè)的全部信息已全部輸入到輸入井，在它還沒有被調(diào)度去執(zhí)行前，該作業(yè)處于后備狀態(tài)。③運(yùn)行狀態(tài)：作業(yè)一旦被作用調(diào)度程序選中而被送入主存中投入運(yùn)行。④完成狀態(tài)：作業(yè)運(yùn)行完畢，但它所占用的資源尚未被系統(tǒng)全部回收時(shí)，該作業(yè)處于完

4、成狀態(tài)作業(yè)狀態(tài)及其轉(zhuǎn)換圖spooling系統(tǒng)提交收容外存就緒等待運(yùn)行就緒等待交換調(diào)度完成作業(yè)調(diào)度進(jìn)程調(diào)度3.1處理機(jī)調(diào)度的層次引言處理機(jī)調(diào)度的主要目的：分配處理機(jī)調(diào)度影響的因素：響應(yīng)的及時(shí)性進(jìn)程是否能在限定時(shí)間內(nèi)獲得處理機(jī)，對(duì)用戶進(jìn)行響應(yīng)周轉(zhuǎn)時(shí)間（等待時(shí)間+使用CPU時(shí)間）進(jìn)程是否等待時(shí)間太長(zhǎng)系統(tǒng)吞吐量CPU是否總是用在刀刃上調(diào)度類型調(diào)度的類型與模型1.調(diào)度類型從調(diào)度層次：高級(jí)調(diào)度低級(jí)調(diào)度中級(jí)調(diào)度從OS類型：批處理、分時(shí)、實(shí)時(shí)、多處理機(jī)調(diào)度（1）高級(jí)調(diào)度－－作業(yè)調(diào)度或長(zhǎng)程調(diào)度對(duì)象：外存上后備隊(duì)列中的作業(yè)動(dòng)作：調(diào)入內(nèi)存、創(chuàng)建進(jìn)程、分

5、配資源、新進(jìn)程進(jìn)入就緒隊(duì)列決策內(nèi)容：接納作業(yè)量、作業(yè)類型其它作業(yè)成批進(jìn)入輸入井輸出井內(nèi)存CPU高級(jí)調(diào)度3.1.1高級(jí)調(diào)度高級(jí)調(diào)度（作業(yè)調(diào)度、長(zhǎng)程調(diào)度）——按一定原則對(duì)外存輸入井上的作業(yè)進(jìn)行調(diào)度，并建立進(jìn)程PCB。它決定允許哪些作業(yè)競(jìng)爭(zhēng)系統(tǒng)資源。由于這種調(diào)度決定哪些作業(yè)可以進(jìn)入系統(tǒng)，所以也稱收容調(diào)度。作業(yè)一旦被系統(tǒng)收容，就形成進(jìn)程。為了管理和調(diào)度作業(yè)，在多道處理系統(tǒng)中為每個(gè)作業(yè)設(shè)置一個(gè)作業(yè)控制塊（JCB）。所做的工作：1選擇作業(yè)；2分配資源；3建立作業(yè)的進(jìn)程；4建立有關(guān)的表格5作業(yè)的善后處理。3.1.2低級(jí)調(diào)度（進(jìn)程調(diào)度或短程調(diào)度）

6、對(duì)象：就緒隊(duì)列中的進(jìn)程動(dòng)作：決定由哪個(gè)進(jìn)程獲得CPU調(diào)度方式：非搶占式搶占式低級(jí)調(diào)度進(jìn)程并發(fā)執(zhí)行其它作業(yè)成批進(jìn)入輸入井輸出井內(nèi)存CPU高級(jí)調(diào)度低級(jí)調(diào)度（進(jìn)程調(diào)度/短程調(diào)度）－－它決定了存在就緒進(jìn)程時(shí)，哪一個(gè)就緒進(jìn)程將分配到中央處理機(jī)，并且把中央處理機(jī)實(shí)際分配給這個(gè)進(jìn)程（即低級(jí)調(diào)度是將處理機(jī)分配給進(jìn)程）。低級(jí)調(diào)度是由每秒可操作許多次的處理機(jī)調(diào)度程序執(zhí)行，處理機(jī)調(diào)度程序應(yīng)常駐內(nèi)存。進(jìn)程調(diào)度方式進(jìn)程調(diào)度的方式非搶占式（非剝奪式）現(xiàn)運(yùn)行進(jìn)程的CPU使用權(quán)不能被中途強(qiáng)行剝奪除非進(jìn)程主動(dòng)放棄搶占式（剝奪式）系統(tǒng)按照某種原則剝奪現(xiàn)行進(jìn)程的CPU

7、使用權(quán)將CPU使用權(quán)分配給其他進(jìn)程搶占原則優(yōu)先權(quán)原則時(shí)間片原則短進(jìn)程優(yōu)先原則進(jìn)程調(diào)度過程進(jìn)程調(diào)度對(duì)象：就緒隊(duì)列中的進(jìn)程進(jìn)程調(diào)度功能及過程記錄當(dāng)前進(jìn)程的狀態(tài)、保存CPU現(xiàn)場(chǎng)選取適當(dāng)?shù)木途w進(jìn)程進(jìn)程調(diào)度算法分配處理機(jī)：恢復(fù)選取進(jìn)程的現(xiàn)場(chǎng)CPU就緒隊(duì)列交互用戶123進(jìn)程調(diào)度進(jìn)程調(diào)度時(shí)機(jī)（調(diào)度時(shí)刻）阻塞隊(duì)列交互用戶阻塞進(jìn)程調(diào)度就緒隊(duì)列結(jié)束時(shí)間片完喚醒現(xiàn)進(jìn)程運(yùn)行完畢現(xiàn)進(jìn)程阻塞優(yōu)先權(quán)高的進(jìn)程進(jìn)入就緒隊(duì)列現(xiàn)進(jìn)程“超時(shí)”/被中斷CPU3.1.3中級(jí)（Medium-term）調(diào)度中級(jí)調(diào)度——中程調(diào)度對(duì)象：外存中因暫時(shí)不能運(yùn)行而被掛起的進(jìn)程動(dòng)作：將外存

8、掛起的進(jìn)程激活，調(diào)入內(nèi)存，進(jìn)入就緒隊(duì)列目的：提高內(nèi)存利用率和系統(tǒng)吞吐量處理機(jī)三級(jí)調(diào)度中級(jí)調(diào)度（中程調(diào)度）－－它決定允許哪些進(jìn)程競(jìng)爭(zhēng)處理機(jī)。中級(jí)調(diào)度通過使進(jìn)程臨時(shí)掛起和激活的方法對(duì)系統(tǒng)負(fù)載波動(dòng)作出反映，以便獲得平穩(wěn)的系統(tǒng)操作和實(shí)現(xiàn)較好的系統(tǒng)綜合性能目