处理机调度-new.ppt
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1、第四章 处理机调度提纲提纲n4.1 分级调度分级调度n4.2 作业调度作业调度n4.3 进程调度进程调度n4.4 调度算法调度算法4.1 分级调度分级调度1 作业的状态及其转换作业的状态及其转换n一个作业从提交给计算机系统到执行结束退出系统,一个作业从提交给计算机系统到执行结束退出系统,一般都要经历一般都要经历4个状态个状态:提交提交收容收容执行执行完成完成n(1)提交状态提交状态:一个作业在其处于从输入设备进入一个作业在其处于从输入设备进入外部存储设备的过程称为提交状态。外部存储设备的过程称为提交状态。n(2)收容状态收容状态(后备状态后备状态):若一个作业的全部信息若一个作业的全部信息已全
2、部被输入进输入井,那么,在它还未被调度已全部被输入进输入井,那么,在它还未被调度去执行之前,该作业处于收容状态。去执行之前,该作业处于收容状态。n(3)执行状态执行状态:作业调度程序从后备作业中选取若作业调度程序从后备作业中选取若干个作业到内存投入运行。这些被选中的作业处干个作业到内存投入运行。这些被选中的作业处于执行状态。于执行状态。n(4)完成状态完成状态:当作业运行完毕,但它所占用的资当作业运行完毕,但它所占用的资源尚未全部被系统回收时,该作业处于完成状态。源尚未全部被系统回收时,该作业处于完成状态。提交后备执行完成退出SPOOLing输入作业调度1作业调度2SPOOLing输出2.分级
3、调度分级调度n(1)作业调度作业调度:又称宏观调度,或高级调度。其主:又称宏观调度,或高级调度。其主要任务是按一定的原则对外存输入井上的大量后备要任务是按一定的原则对外存输入井上的大量后备作业进行选择,给选出的作业分配内存、输入输出作业进行选择,给选出的作业分配内存、输入输出设备等必要的资源,并建立相应的进程。另外,当设备等必要的资源,并建立相应的进程。另外,当该作业执行完毕时,还负责回收系统资源。该作业执行完毕时,还负责回收系统资源。n(2)交换调度交换调度:又称中级调度。其主要任务是按照:又称中级调度。其主要任务是按照给定的原则和策略,将处于外存交换区中的就绪状给定的原则和策略,将处于外存
4、交换区中的就绪状态或等待状态的进程调入内存,或把处于内存就绪态或等待状态的进程调入内存,或把处于内存就绪状态或内存等待状态的进程交换到外存交换区。状态或内存等待状态的进程交换到外存交换区。n(3)进程调度进程调度:又称微观调度或低级调度。其主:又称微观调度或低级调度。其主要任务是按照某种策略和方法选取一个处于就绪要任务是按照某种策略和方法选取一个处于就绪状态的进程占用处理机。在确定了占用处理机的状态的进程占用处理机。在确定了占用处理机的进程后,系统必须进行进程上下文切换以建立与进程后,系统必须进行进程上下文切换以建立与占用处理机进程相适应的执行环境。占用处理机进程相适应的执行环境。n(4)线程
5、调度线程调度。分级调度分级调度4.2 作业调度作业调度n作业调度作业调度从从后备状态后备状态到到执行状态执行状态的转变的转变从从执行状态执行状态到到完成状态完成状态的转变的转变周转时间:周转时间:作业作业i的周转时间的周转时间Ti为为Ti=Tei-Tsi其中其中Tei为作业为作业i的完成时间,的完成时间,Tsi为作业的提交时间。为作业的提交时间。对于被测定作业流所含有的对于被测定作业流所含有的n(n=1)个作业来说,个作业来说,其平均周转时间为:其平均周转时间为:一个作业的周转时间说明了该作业在系统内停留的时一个作业的周转时间说明了该作业在系统内停留的时间,包含两部分:等待时间、执行时间,即:
6、间,包含两部分:等待时间、执行时间,即:Ti=TwiTriTwi指作业指作业i由后备状态到执行状态的等待时间,它不由后备状态到执行状态的等待时间,它不包括作业进入执行状态后的等待时间。包括作业进入执行状态后的等待时间。带权周转时间带权周转时间带权周转时间是作业周转时间与作业执行时间的比:带权周转时间是作业周转时间与作业执行时间的比:Wi=Ti/Tri对于被测定作业流所含有的几个作业来说,其平均带对于被测定作业流所含有的几个作业来说,其平均带权周转时间为:权周转时间为:4.3 进程调度进程调度进程上下文切换进程上下文切换n进程上下文进程上下文正文段正文段数据段数据段硬件寄存器的内容硬件寄存器的内
7、容n存放存放CPU将要执行的下条指令地址的程序计数器将要执行的下条指令地址的程序计数器PCn处理机状态寄存器处理机状态寄存器PSn存放过程调用(或系统调用)时所传递参数的通用寄存放过程调用(或系统调用)时所传递参数的通用寄存器存器R以及堆栈指针寄存器以及堆栈指针寄存器S等等有关数据结构有关数据结构nPCB等在内的所有与执行该进程有关的管理和控制用等在内的所有与执行该进程有关的管理和控制用表格、数组、链等表格、数组、链等n进程上下文切换,包括进程上下文切换,包括4个步骤:个步骤:(1)决定是否做上下文切换以及是否允许做上下决定是否做上下文切换以及是否允许做上下文切换。文切换。n包括对进程调度原因
8、的检查分析,以及当前执行进程包括对进程调度原因的检查分析,以及当前执行进程的资格和的资格和CPU执行方式的检查等。执行方式的检查等。(2)保存当前执行进程的上下文。保存当前执行进程的上下文。(3)使用某种进程调度算法,选择一个处于就绪使用某种进程调度算法,选择一个处于就绪状态进程。状态进程。(4)恢复或装配所选进程的上下文,将恢复或装配所选进程的上下文,将CPU控制控制权交给所选进程。权交给所选进程。4.4 调度算法调度算法n进程调度进程调度n作业调度作业调度1.先来先服务调度算法先来先服务调度算法(FCFS First Come First Serve)n思想:思想:将用户作业或就绪进程按提
9、交顺序或变为就绪状态将用户作业或就绪进程按提交顺序或变为就绪状态的顺序排成队列,并按照先进先出的方式进行调度的顺序排成队列,并按照先进先出的方式进行调度处理,是一种最简单的方法。处理,是一种最简单的方法。n特点特点:(1)实现简单实现简单(2)适于作业调度、进程调度适于作业调度、进程调度(3)公平公平?n对执行时间较短的作业或进程来说,等待时间可能较长对执行时间较短的作业或进程来说,等待时间可能较长例例1:如果作业队列依次如果作业队列依次(几乎同时几乎同时)到达如下到达如下3个作业,按个作业,按“先先来先服务来先服务”的方式进行调度完成后,计算平均等待时间:的方式进行调度完成后,计算平均等待时
10、间:作业需运行时间J150J210J31运行情况:运行情况:0506061平均等待时间平均等待时间=(0+50+60)/336.67如果到达顺序为如果到达顺序为J3、J2、J1,运行情况:,运行情况:011161平均等待时间平均等待时间=(0+1+11)/3=4J1J2J3J3J2J1例例2:在单道环境下,某批处理显然有四道作业,已知在单道环境下,某批处理显然有四道作业,已知他们的进入系统的时刻、估计运算时间如下:他们的进入系统的时刻、估计运算时间如下:作业作业进入时刻进入时刻(h)运行时间运行时间(h)12348.008.509.009.502.000.500.100.20用用FCFS算法计
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