3.1处理机调度相关基本概念
1、处理机调度:多道程序环境下,动态的把处理机分配给就绪队列中的一个进程使之执行。
2、三级调度:
•高级调度(High Scheduling)
•中级调度(Intermediate-Level Scheduling)
•低级调度(Low Level Scheduling)
3、高级调度
1)决定外存后备队列中的哪些作业调入内存;
2)为它们创建进程、分配必要的资源;
3)将新创建的进程排在就绪队列上,准备执行。
4)系统运行并不一定存在高级调度
4、低级调度
1)是最基本的一种调度,在三种基本OS中都有。
2)进程调度方式(重点)
(1)非抢占方式(Non-preemptive Mode)
一旦处理机分配给某进程,该进程一直执行。决不允许其他进程抢占已分配运行进程的处理机。
(2)抢占方式(PreemptiveMode)
允许调度程序根据某种原则,暂停某个正在执行的进程,将处理机重新分配给另一进程。
5、中级调度
1)引入目的:提高内存利用率和系统吞吐量。根据条件将一些进程调出或再调入内存。
2)三种调度的频率和复杂度
进程调度:运行频率最高,算法不能太复杂,以免占用太多的CPU时间。分时系统通常10~100ms便进行一次。
作业调度:一个作业运行完毕退出系统时即触发重新调度一个新作业入内存,周期较长,大约几分钟一次。因而也允许作业调度算法花费较多的时间。
中级调度:运行频率基本上介于上述两种调度之间。
6、调度队列模型
①仅有进程调度的调度队列模型
②具有高级和低级调度的调度队列模型
③同时具有三级调度的调度队列模型
7、选择调度方式和调度算法的若干准则
1)面向用户的准则
(1)周转时间短:
�总的等待时间Tw = 在后备队列中等待 + 就绪队列上等待+阻塞队列中等待(等待I/O操作用时)
�周转时间T=Ts+Tw
�带权周转时间W= T/Ts
�平均周转时间、平均带权周转时间(n个作业求平均)
(2)响应时间快
(3)均衡性
(4)截止时间的保证
(5)优先权准则
2)面向系统的准则
系统吞吐量高:批处理系统的重要指标。
单位时间内所完成的作业数,跟作业本身(与作业平均长度密切相关)和调度算法都有关系;
处理机利用率好(主要针对大中型主机)
各类资源的平衡利用(主要针对大中型主机)
3.2常用调度算法
1、调度的实质就是一种资源分配。
2、先来先服务调度算法FCFS
1)一种最简单的调度算法,按先后顺序进行调度。既可用于作业调度,也可用于进程调度。
2)按照作业提交,或进程变为就绪状态的先后次序分派CPU;
3)新作业只有当当前作业或进程执行完或阻塞才获得CPU运行
3、 短作业(进程)优先调度算法SJF/SPF
1)优点:
通过上表可见采用SJF/SPF算法,平均周转时间、平均带权周转时间都有明显改善。SJF/SPF调度算法能有效的降低作业的平均等待时间,提高系统吞吐量。
2)方式:
分抢占和非抢占两种方式,上例为简单的非抢占式。
4、高优先权优先调度算法HPF
1)分两种方式:
非抢占式优先权算法
抢占式优先权算法 关键点:新作业产生时
2)优先权的类型
静态优先权
动态优先权
3)高响应比优先调度算法HRRN
优先权 =(等待时间+要求服务时间)/要求服务时间
= 响应时间 / 要求服务时间
5、基于时间片的轮转调度算法RR
1)分时系统新需求:及时响应用户的请求;采用基于时间片的轮转式进程调度算法。
2)时间片轮转算法
(1.将系统中所有的就绪进程按照FCFS原则,排成一个队列。
(2.每次调度时将CPU分派给队首进程,让其执行一个时间片。时间片的长度从几个ms到几百ms。
(3.在一个时间片结束时,发生时钟中断。
(4.调度程序据此暂停当前进程的执行,将其送到就绪队列的末尾,并通过上下文切换执行当前就绪的队首进程。
(5.进程阻塞情况发生时,未用完时间片也要出让CPU
3)多级反馈队列算法FB
(1)特点:多个就绪队列,循环反馈 动态优先级、时间片轮转
6、总结1:
7、总结2
3.3实时调度
一、实现实时调度的基本条件
1、提供必要的信息
2、系统处理能力足够强
3、采用抢占式调度机制
4、具有快速切换机制
二、实时调度算法的分类
1、根据实时任务的性质
1)硬实时调度算法
2)软实时调度算法
2、按调度方式
1)非抢占调度算法
2)抢占调度算法
3、根据调度时间不同
1)静态调度算法
2)动态调度算法
4、多处理机环境下
1)集中式调度
2)分布式调度