處理機(jī)管理-進(jìn)程的調(diào)度.ppt

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1、軟件技術(shù)基礎(chǔ)制作主講段景山段景山處理機(jī)管理進(jìn)程的調(diào)度1處理機(jī)的管理功能分為：進(jìn)程的描述進(jìn)程的控制進(jìn)程的同步進(jìn)程的通信進(jìn)程的調(diào)度處理機(jī)管理2第四章進(jìn)程的調(diào)度第二篇操作系統(tǒng)進(jìn)程調(diào)度的模型進(jìn)程調(diào)度的算法死鎖及解決3進(jìn)程調(diào)度引言引言處理機(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)間太長系統(tǒng)吞吐量（進(jìn)程時(shí)間+系統(tǒng)開銷）CPU是否總是用在刀刃上4調(diào)度類型4.1調(diào)度的類型與模型4.1.1調(diào)度類型從調(diào)度層次：高級(jí)調(diào)度低級(jí)調(diào)度中

2、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5作業(yè)調(diào)度（1）高級(jí)調(diào)度－－作業(yè)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6進(jìn)程調(diào)度（2）低級(jí)調(diào)度－－進(jìn)程調(diào)度對(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7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)度功能及過程紀(jì)錄當(dāng)前進(jìn)程的狀態(tài)、保存CPU現(xiàn)場選取適

3、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CPU就緒隊(duì)列交互用戶123進(jìn)程調(diào)度8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9中級(jí)調(diào)度（3）中級(jí)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10單級(jí)調(diào)度隊(duì)列模型4.1.2調(diào)度隊(duì)列模型阻塞隊(duì)列交互用戶阻塞進(jìn)程

4、調(diào)度是最基本的調(diào)度，必須配置1)單級(jí)調(diào)度模型CPU進(jìn)程調(diào)度就緒隊(duì)列結(jié)束時(shí)間片完/被中斷喚醒11二級(jí)調(diào)度隊(duì)列模型2）二級(jí)調(diào)度模型CPU就緒隊(duì)列阻塞隊(duì)列時(shí)間片完阻塞喚醒進(jìn)程調(diào)度后備隊(duì)列作業(yè)調(diào)度在批處理或類似系統(tǒng)中需要從外存后備隊(duì)列中調(diào)入作業(yè)123）三級(jí)調(diào)度模型CPU就緒隊(duì)列阻塞隊(duì)列時(shí)間片完阻塞喚醒后備隊(duì)列掛起掛起事件出現(xiàn)外存阻塞隊(duì)列外存就緒隊(duì)列配置中級(jí)調(diào)度機(jī)制可以提高內(nèi)存利用率進(jìn)程調(diào)度作業(yè)調(diào)度中級(jí)調(diào)度13進(jìn)程調(diào)度原因4.1.3進(jìn)程調(diào)度原因（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

5、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CPU14進(jìn)程調(diào)度算法準(zhǔn)則4.2調(diào)度算法從多個(gè)目標(biāo)（就緒進(jìn)程）中選取一個(gè)算法準(zhǔn)則面向用戶面向系統(tǒng)周轉(zhuǎn)時(shí)間響應(yīng)時(shí)間截止時(shí)間優(yōu)先權(quán)系統(tǒng)吞吐量處理機(jī)利用率各類資源的利用短快保證可設(shè)置大高平衡15進(jìn)程調(diào)度算法類型算法類型簡單的調(diào)度算法先來先服務(wù)算法短進(jìn)程優(yōu)先輪轉(zhuǎn)法等時(shí)間片輪轉(zhuǎn)不等時(shí)間片輪轉(zhuǎn)優(yōu)先權(quán)法搶占式優(yōu)先權(quán)非搶占式優(yōu)先權(quán)靜態(tài)優(yōu)先權(quán)動(dòng)態(tài)優(yōu)先權(quán)多級(jí)反饋隊(duì)列算法16FCFS1）先來先服務(wù)算法FCFS按照就緒進(jìn)程進(jìn)入就緒隊(duì)列的先后次序進(jìn)行調(diào)度簡單易實(shí)現(xiàn)利于長進(jìn)程，CPU繁忙型作業(yè)不利

6、于短進(jìn)程排隊(duì)時(shí)間相對(duì)過長CPU就緒隊(duì)列12317SCBF2）短進(jìn)程優(yōu)先算法對(duì)系統(tǒng)服務(wù)時(shí)間需求短的進(jìn)程優(yōu)先被調(diào)度短進(jìn)程估算：依賴于前一周期的實(shí)際CPU時(shí)間和估計(jì)時(shí)間系統(tǒng)性能改善，平均帶權(quán)周轉(zhuǎn)時(shí)間優(yōu)于FCFS不利于長作業(yè)，當(dāng)不斷有短進(jìn)程到達(dá)時(shí)，不保證長進(jìn)程響應(yīng)的及時(shí)性，甚至可能得不到調(diào)度其中?n為估計(jì)的第n個(gè)CPU周期。tn為實(shí)際值。為控制值，0≤≤1，常取0.5n+1nnt?＝＋（1－）?18典型如分時(shí)系統(tǒng)，從用戶敲鍵到字符顯示在用戶終端屏幕上調(diào)度算法評(píng)價(jià)指標(biāo)響應(yīng)時(shí)間RT（ResponseTime）從提交一個(gè)請求開始到計(jì)

7、算作出響應(yīng)，顯示結(jié)果在屏幕上RT＝q×Nq：時(shí)間片大小19調(diào)度算法評(píng)價(jià)指標(biāo)周轉(zhuǎn)時(shí)間（TrunaroundTime）進(jìn)程第一次進(jìn)入就緒隊(duì)列到進(jìn)程運(yùn)行結(jié)束的時(shí)間間隔TT＝等待時(shí)間(WT)＋服務(wù)時(shí)間(ST)平均周轉(zhuǎn)時(shí)間（ATT）系統(tǒng)各進(jìn)程周轉(zhuǎn)時(shí)間的平均值A(chǔ)TT＝ΣTT/N帶權(quán)周轉(zhuǎn)時(shí)間（QTT）進(jìn)程周轉(zhuǎn)時(shí)間與系統(tǒng)服務(wù)時(shí)間的比值QTT=TT/服務(wù)時(shí)間平均帶權(quán)周轉(zhuǎn)時(shí)間（AQTT）例ABCWT101030ST210010TT1211040ATT54QTT61.14AQTT3.7AQTT=ΣQTT/N20調(diào)度算法比較例例：A請求系統(tǒng)服

8、務(wù)時(shí)間5s，B請求系統(tǒng)服務(wù)時(shí)間為100s，設(shè)第0到第5秒前，CPU運(yùn)行C進(jìn)程。第1秒時(shí)B進(jìn)入系統(tǒng)內(nèi)存，第2秒時(shí)A進(jìn)入內(nèi)存當(dāng)CPU空閑，需要調(diào)度進(jìn)程時(shí)根據(jù)不同的算法選擇A或B問：分別計(jì)算FCFS算法下和SCBF算法下，A和B的周轉(zhuǎn)時(shí)間，帶權(quán)周轉(zhuǎn)時(shí)間和系統(tǒng)平均周轉(zhuǎn)時(shí)間BA21FCFS算法－－先來先服務(wù)A：周轉(zhuǎn)時(shí)間為3+100+5＝10