2014第三章 处理机调度与死锁
第三章 处理机调度与死锁
第三章 处理机调度与死锁
3. 分时系统的目标 (1) 响应时间快
响应时间指用户提交请求到系统首次响应为止的时 间。
(2) 均衡性。 系统响应时间的快慢应与用户所请求的复杂性相适
应。
9
第三章 处理机调度与死锁
4. 实时系统的目标 (1) 截止时间的保证。 (2) 可预测性。
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第三章 处理机调度与死锁
第三章 处理机调度与死锁
第三章 处理机调度与死锁
3.1 处理机调度的层次和调度算法的目标 3.2 作业与作业调度 3.3 进程调度 3.4 实时调度 3.5 死锁概述 3.6 预防死锁 3.7 避免死锁 3.8 死锁的检测与解除 习题
1
第三章 处理机调度与死锁
3.1 处理机调度的层次和调度算法的目标
为了提高系统效率，应当让管理输入输出的I/O进程与计算 进程搭配起来，并给予I/O进程较高的优先级。这样，一旦 I/O进程被唤醒就可很快得到运行，启动低速外设，而后再 被阻塞起来让计算进程使用CPU，使主机和外设高度并行 运行。
24
第三章 处理机调度与死锁
2. 高响应比优先调度算法(Highest Response Ratio Next，HRRN)
16
第三章 处理机调度与死锁 17
第三章 处理机调度与死锁
FCFS算法的优缺点 • 比较有利于长作业（进程），而不利于短作业（进
程）。 上图中短作业C的带权周转时间高达100，不能容忍。 而D仅为1.99。 • FCFS算法有利于CPU繁忙型作业（该类型的作业需 要大量CPU时间进行计算，很少I/O。）不利于I/O繁 忙型作业（频繁的请求I/O服务的作业）
5
第三章 处理机调度与死锁
2. 批处理系统的目标 (1) 平均周转时间短。 对每个用户而言，都希望自己作业的周转时间最短。但 作为计算机系统的管理者，则总是希望能使平均周转时间最 短，这不仅会有效地提高系统资源的利用率，而且还可使大 多数用户都感到满意。应使作业周转时间和作业的平均周转 时间尽可能短。否则，会使许多用户的等待时间过长，这将 会引起用户特别是短作业用户的不满。可把平均周转时间描 述为：
操作系统第三章处理机调度与死锁
Event
Event Queue
32
Exit
Start
Ready Queue Time Slice CPU
Event
Event Queue
33
Exit
Start
Ready Queue Time Slice CPU
Event
Event Queue
34
3.2.2 短作业优先
(SJF, Shortest Job First)
2
主要内容
处理机调度的基本概念
调度算法
实时调度
多处理机系统中的调度
产生死锁的原因和必要条件
预防死锁的方法
死锁的检测与解除
3
3.1
处理机调度的基本概念
3.1.1 高级、中级和低级调度
处理机（ CPU ）在进程之间的动态分配和切换，
涉及到三种类型（或者说三个层次）的调度，
即高级调度（也叫作业调度、长程调度）、中
执行 时间 1 100 1 100
开始执 行时间 0 1 101 102
完成时 周转时 带权周 间 间 转时间 1 101 102 202 1 100 100 199 1 1 100 1.9919
CPU Scheduler Example
Process 1 burst computes for 14 time units Process 2 burst computes for 8 time units Process 3 burst computes for 8 time units
Hale Waihona Puke I/OChild Terminates
操作系统题目第3章
第三章处理机调度与死锁1、时间片轮转调度算法是为了（）。
A、多个用户能及时干预系统B、使系统变得高效C、优先级较高的进程得到及时响应D、需要CPU时间最少的进程最先做2、（）有利于CPU繁忙型的作业，而不利于I/O繁忙型的作业。
A、时间片轮转调度算法B、先来先服务调度算法C、短作业（进程）优先算法D、优先权调度算法3、下面有关选择进程调度算法的准则中不正确的是（）。
A、尽快响应交互式用户的请求B、尽量提高处理器利用率C、尽可能提高系统吞吐量D、适当增长进程就绪队列的等待时间4、设有4个作业同时到达，每个作业的执行时间均为2h，它们的一台处理器上按单道式运行，则平均周转时间为（）。
A、1hB、5hC、2.5hD、8h5、若每个作业只能建立一个进程，为了照顾短作业用户，应采用（）；为了照顾紧急作业用户，应采用（）；为了能实现人机交互，应采用（）；而能使短作业、长作业和交互作业用户都满意，应采用（）。
A、FCFS调度算法B、短作业优先调度算法C、时间片轮转调度算法D、多级反馈队列调度算法E、剥夺式优先级调度算法6、（）优先级是在创建进程时确定的，确定之后在整个运行期间不在改变。
A、先来先服务B、动态C、短作业D、静态7、现在有三个同时到达的作业J1、J2和J3，它们的执行时间分别是T1、T2、T3，且T1<T2<T3。
系统按单道方式运行且采用短作业优先调度算法，则平均周转时间是（）A、T1+T2+T3 B、（3×T1+2×T2+T3）/3C、（T1+T2+T3）/3D、（T1+2×T2+3×T3）/38、设有三个作业，其运行时间分别是2h、5h、3h，假定它们同时达到，并在同一个处理器上以单道方式运行，则平均周转时间最小的执行顺序是（）A、J1，J2，J3B、 J3 ，J2，J1C、J2，J1，J3D、 J1 ，J3 ，J29、采用时间片轮转调度算法分配CPU时，当处于运行状态的进程用完一个时间片后，它的状态是（）状态。
计算机操作系统第三章处理机调度与死锁
事件1发生 事件2发生
阻塞队列 等待事件2
阻塞队列
…… 等待事件n
事件n发生
阻塞队列
具有高、低两级调度的调度队列模型
同时具有三级调度的调度队列模型
作业 调度
时间片完 进程调度 挂起 就绪、挂起队列 事件出现 阻塞、挂起队列 挂起 进程完成
后备队列
中级 调度
就绪队列
CPU
事件发生
等待事件 阻塞队列 具有高、低、中三级调度的调度队列模型
3.2 调度队列模型和调度准则
仅有进程调度的调度队列模型
FIFO队列 时间片完 交互用户 进程调度 就绪队列 进程完成
CPU
事 件 发 生
等待事件 阻塞队列 仅具有进程调度的调度队列模型
具有高级和低级调度的调度队列模型
优先权队列
作业 调度
时间片完 进程调度 进程完成
后备队列
就绪队列
CPU
等待事件1
第三章 处理机调度与死锁
要解决的三个问题：
WHAT：按什么原则分配CPU？ —进程调度算法 WHEN：何时分配CPU？ —进程调度的时机 HOW： 如何分配CPU？ —CPU调度过程（进程的上下文切换）
主要内容
处理机调度的层次 调度队列模型和调度准则 调度算法 实时调度 产生死锁的原因和必要条件 预防和避免死锁的办法 死锁的检测与解除
时间片轮转
• 特别适用于分时系统的调度算法。 • 实现方法：
– 由计时器发出时钟中断，引起一次轮转调度。
基本思想：基于时钟的剥夺。
以一定的时间间隔周期性产生一个时 钟中断，当中断发生时，当前正在运行的 进程被置于就绪队列末尾，然后基于FCFS 选择下一个就绪进程运行。 保证就绪队列中的所有进程在给定的 时间内都能获得一时间片（time slice）的 处理机执行时间。
第3章处理机调度与死锁-题库及参考答案
第3章处理机调度与死锁－选择题参考答案一、选择题1.时间片轮转调度算法是为了()A.多个用户能及时干预系统B.使系统变得高效C.优先级较高的进程得到及时响应D.需要CPU时间最少的进程最先做2.在单处理器多进程系统中,进程什么时候占用处理器及决定占用时间的长短是由()决定的A.进程相应的代码长度B.进程总共需要运行的时间C.进程特点和进程调度策略D.进程完成什么功能3.()有利于CPU繁忙型的作业,而不利于I/O繁忙型的作业。
A.时间片轮转调度算法B.先来先服务调度算法C.短作业(进程)优先算法D.优先权调度算法4.下面有关选择进程调度算法的准则中,不正确的是()A.尽快响应交互式用户的请求B.尽量提高处理器利用率C.尽可能提高系统吞吐量D.适当增长进程就绪队列的等待时间5.设有4个作业同时到达,每个作业的执行时间均为2h,它们在一台处理器上按单道式运行,则平均周转时间为()A.1hB.5hC.2.5hD.8h6.若每个作业只能建立一个进程,为了照顾短作业用户,应采用()；为了照顾紧急作业用户,应采用()；为了能实现人机交互,应采用()；而能使短作业、长作业和交互作业用户都满意,应采用()BECDA.FCFS调度算法B.短作业优先调度算法C.时间片轮转调度算法D.多级反馈队列调度算法E.剥夺式优先级调度算法7.()优先级是在创建进程时确定的,确定之后在整个运行期间不再改变A.先来先服务B.动态C.短作业D.静态8.现在有三个同时到达的作业J1、J2和J3,它们的执行时间分别是T1、T2、T3且T1<T2<T3。
系统按单道方式运行且采用短作业优先调度算法,则平均周转时间是()A.T1+T2+T3B.(3T1+2T2+T3)/3C.(T1+T2+T3)/3D.(T1+2T2+3T3)/39.设有三个作业,其运行时间分别是2h、5h、3h,假定它们同时到达,并在同一台处理器上以单道方式运行,则平均周转时间最小的执行顺序是()A.J1,J2,J3B.J3,J2,J1C.J2,J1,J3D.J1,J3,J210. 【2013统考真题】某系统正在执行三个进程P1、P2和P3,各进程的计算(CPU时间和I/O 时间比例如下表所示进程计算时间I/O时间P1 90% 10%P2 50% 50%P3 15% 85%提高系统资源利用率,合理的进程优先级设置应为()A.P1>P2>P3B. P3>P2>P1C. P2>P1=P3D. P1>P2=P311.采用时间片轮转调度算法分配CPU时,当处于运行态的进程完一个时间片后,它的状态是()状态A.阻塞B.运行C.就绪D.消亡12.一个作业8:00到达系统,估计运行时间为1h。
第3章 处理机调度与死锁
FCFS和SJF调度算法的性能
SJF调度算法也存在不容忽视的缺点：
(1) 该算法对长作业不利。
(2) 该算法完全未考虑作业的紧迫程度，因而 不能保证紧迫性作业(进程)会被及时处理。
(3) 由于作业(进程)的长短只是根据用户所提供 的估计执行时间而定的，致使该算法不一定能真 正做到短作业优先调度。
3.1 处理机调度的层次和调度算法目标
一个批处理型作业，从进入系统并驻留在外存的后备 队列上开始，直至作业运行完毕，可能要经历的三 级调度:
高级调度 低级调度 中级调度
3.1.1 处理机调度的层次
1. 高级调度—— (作业调度、长程调度、接纳调度）
• 根据作业控制块中的信息，审查系统能否满足 用户作业的需要，按照某种算法，把外存上处 于后备队列中的哪些作业调入内存，并为他们 创建进程、分配资源，然后将新创建的进程插 入就绪队列，准备执行。
响应比
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
(1) 如果作业的等待时间相同，则要求服务的时间愈短， 其优先权愈高，因而该算法有利于短作业。
(2) 当要求服务的时间相同时，作业的优先权决定于其等 待时间，等待时间愈长，其优先权愈高，因而它实现的 是先来先服务。
(3) 对于长作业，作业的优先级可以随等待时间的增加而 提高，当其等待时间足够长时，其优先级便可升到很高， 从而也可获得处理机。
2) 抢占方式(Preemptive Mode)
抢占的原则有： (1) 优先权原则。 (2) 短作业(进程)优先原则。 (3) 时间片原则。
3.3.2 轮转调度算法(RR)
操作系统 第3章 调度与死锁
等待事件
2. 具有高级和低级的调度队列模型 作业 后 备 调度 时间片完 队 列
就绪队列
cpu
进程完成
进程调度
阻塞队列
等待事件
特点 ：1)具有进程调度、作业调度 2)根据阻塞原因设置了多个阻塞队列
3.同时具有三级调度的调度队列模型
批量作业 后备队列 交互型作业 作 业 调 度 时间片完
就绪队列
中级调度 就绪挂起队列
进程
P1 P2 P3 P4
• 非抢先式SJF
到达时间 0.0 2.0 4.0 5.0
P1 P3 7 8
执行时间 7 4 1 4
P2 12 P4 16
0
3
• 平均等待时间 = (0 + 6 + 3 + 7)/4 = 4 • 平均周转时间＝（7+10+4＋11）/4=8 • 平均带权周转时间=
• 3. SJF的变型 – “最短剩余时间优先”SRT(Shortest Remaining Time)（允许比当前进程剩 余时间更短的进程来抢占） – “最高响应比优先”HRRN(Highest Response Ratio Next)（响应比R = (等待时间 + 要求执行时间) / 要求 执行时间，是FCFS和SJF的折衷）
• 面向系统的准则
系统吞吐量高 处理机利用率好 资源的平衡利用
周转时间
• 批处理系统的重要指标。 • 作业从提交到完成（得到结果）所经历的时间 为周转时间。 • 包括：在外存后备队列中等待，CPU上执行， 就绪队列和阻塞队列中等待，结果输出等待。 • 平均周转时间T和平均带权周转时间（带权周 转时间W是 T(周转)/ (CPU执行)） • 平均周转时间: T 1 n T
第三章 处理机调度与死锁
(2) 进程对资源的需求。对资源需求少的进程应赋予较
高优先权。
(3) 用户要求。
第三章 处理机调度与死锁
2) 动态优先权
•在创建进程时所赋予的优先权，可以随进程的推进或随其等
待时间的增加而改变，以便获得更好的调度性能。 •在就绪队列中的进程，随其等待时间的增长，其优先权以速 率a提高。 •当采用抢占式优先权调度算法时，如果再规定当前进程的优 先权以速率b下降，则可防止一个长作业长期地垄断处理机。
第三章 处理机调度与死锁
第三章 处理机调度与死锁
第三章 处理机调度与死锁
• 为提高处理机利用率、改善系统性能 （吞吐量、周转时间和响应时间）需对 处理机进行合理分配调度 • 处理机调度的目的：分配处理机
第三章 处理机调度与死锁
3.1 处理机调度的层次
– 高级、中级和低级调度 – 每一级调度，采用不同的调度方式和调 度算法
试给出在下面两种调度算法下，作业的执行顺序、平均周 转时间和带权周转时间。
（1）先来先服务FCFS调度算法；
（2）短作业优先SJF调度算法。
第三章 处理机调度与死锁
（1）采用FCFS调度算法时，作业的执行顺序是作业1、作
业2、作业3。由此可得到运行表见下。
平均周转时间为： T=(∑Ti)/3=[2+2.83+2.83]/3=2.55h 带权平均周转时间： W=[∑(Ti/Tir)]/3=（2/2+2.83/1+2.83/0.25）/3=5.05h
1 n 可把平均周转时间描述为： T Ti n i 1
第三章 处理机调度与死锁
作业的周转时间T与系统为它提供服务的时间TS 之比，即
W=T/TS，称为带权周转时间，而平均带权周转时间则可表 示为:
第三章处理机调度与死锁2
就绪队列
尚未完成转入第二
队列的末尾，按
FIFO原则等待调
度
S1
至 CPU
小
S2
至 CPU
S3
至 CPU
Sn
至 CPU
大
时间片
采取按时间片轮 转的方式运行
调度算法性能分析
设有四个作业，其提交时刻、执行时间如下表所示，分别采用 FCFS、SJF、FPF调度方法，计算平均周转时间T和平均周转系 数W。
的时间愈短，其优先权愈高 ——对短作业有利
要求服务的时间相同的作业，则等
待时间愈长，其优先权愈高 ——是先来先服务
长作业，优先权随等待时间的增加
而提高，其等待时间足够长时，其优
先权便可升到很高， 从而也可获得处
理机
——对长作业有利
缺点：要进行响应比计算，增加了系统开销
4）时间片轮转调度算法（适合于分时系统）
EDF例： 进
程
P1 P2 P3 P4
到达时 执行所需时间 开始截止时间 刻
0
4
2
2
3
10
3
2
4
5
3
7
t=0 只有P1进程，P1执行4个单位时间
t=4 P2、P3均到达，P3截止时间早于P2截止时间 P3执行两个单位时间
t=6 P2和P4就绪，P4截止时间早于P2，P4执行
t=9 只剩P2，P2执行
2）短作业（进程）优先调度算法
策略：启动要求运行时间最短的作业。 优点：有效降低作业平均等待时间提高系统的吞
吐量 缺点：长作业（进程）可能长期得不到服务
例：先来先服务算法（FCFS）
进程名
A B C D
第3章处理机调度与死锁课后习题解答
第3章 处理机调度与死锁
12．在解决死锁问题的几个方法中，哪种方法最易实现？ 哪种方法资源利用率最高？ 【解答】解决死锁问题的方法有：死锁的预防、死锁的避免、死锁
的检测和解除等。
死锁的预防：主要是破坏产生死锁的必要条件。该方法容易实现，但 资源的利用率低。 死锁的避免：比较常用的有银行家算法。在该算法中有一些数据结构 及必要的计算，因此，实现起来不太容易，但资源的利用率最高。 死锁的检测和解除：是基于死锁定理而设计的，定期或不定期运行该 算法对系统的状态进行检测，发现死锁便予以解除。其中，需要比较 一下各种死锁解除方案的代价，找到代价最小的方案。该算法资源利 用率较高，但最难实现。因此，在以上几种方法中，死锁的预防最易 实现；死锁的避免资源利用率最高。
15．说明Linux系统的进程有哪几个状态？ 【解答】 Linux系统内核在进程控制块中用state成员描述 进程当前的状态，并明确定义了5种进程状态。它们分别 是： （1）TASK-RUNNING状态，Linux系统中的运行状态实 际包含了上述基本状态中的执行和就绪两种状态。 （2）TASK-INTERRUPTIBLE状态，可中断的等待态。 （3）TASK-UNINTERRUPTIBLE状态，等待态，不可中 断状态。 （4）TASK-ZOMBIE状态，僵死态。 （5）TASK-STOPPED状态，暂停态。
1
第3章 处理机调度与死锁
2．高级调度与低级调度的功能是什么？ 【解答】高级调度即作业调度。作业调度又称为高 级调度或长调度，用于选择把外存上处于后备队列 中的哪些作业调入内存，并为它们创建进程、分配 必要的资源。然后，再将新创建的进程排在就绪队 列上，准备执行。低级调度又称为进程调度，它的 功能是按照某种策略和算法，将处理机分配给一个 处于就绪状态的进程。
第3章 处理机调度与死锁练习答案
第三章处理机调度与死锁一、单项选择题1、操作系统中的作业管理是一种（A ）。
A.宏观的高级管理B.宏观的低级管理C.系统刚开始加电D.初始化引导完成2、作业调度又称为[1A]，它决定将哪些在外存储器上的处于[2D]状态的作业调入主机内存。
系统经作业调度程序选中一个或多个作业后，就为它们分配必要的内存、设备及软资源。
然后控制权就交给了[3B]，由[3]将它们变为一个或一组[4C]，并[5A]。
供选择的答案：[1]： A、高级调度 B、低级调度 C、中级调度 D、进程调度[2]： A、就绪 B、阻塞 C、提交 D、后备[3]： A、存储管理模块 B、处理机管理模块 C、文件管理模块 D、设备管理模块[4]： A、指令 B、子程序 C、进程 D、程序段[5]： A、把它们挂到就绪队列上 B、为它们分配处理机C、把它们挂到后备队列上D、为它们分配设备3、处于后备状态的作业存放在（A ）中。
A.外存B.内存C.A和BD.扩展内存4、在操作系统中，JCB是指（A ）。
A.作业控制块B.进程控制块C.文件控制块D.程序控制块5、作业在系统中存在与否的唯一标志是（ C）。
A.源程序B.作业说明书C.作业控制块D.目的程序6、按照作业到达的先后次序调度作业，排队等待时间最长的作业被优先调度，这是指（A）调度算法。
A.先来先服务法B. 短作业优先法C.时间片轮转法D. 优先级法7、在批处理系统中，周转时间是（B ）。
A.作业运行时间B.作业等待时间和运行时间之和C.作业的相对等待时间D.作业被调度进入内存到运行完毕的时间8、为了对紧急进程或重要进程进行调度，调度算法应采用（ B）。
A.先来先服务法B. 优先级法C.短作业优先法D. 时间片轮转法9、操作系统中，（ A）负责对进程进行调度。
A.处理机管理B. 作业管理C.高级调度管理D. 存储和设备管理10.如果系统中所有作业是同时到达的，则使作业平均周转时间最短的作业调度算法是短作业优先调度算法。
计算机操作系统(汤小丹第三版)第3章 处理机调度与死锁
m
Ci P N i 1 i
25
m
第三章 处理机调度与死锁
3.3.2 实时调度算法的分类
1、非抢占式调度算法
图 3-8 非抢占式实时进程调度
26
第三章 处理机调度与死锁
2、抢占式调度算法
图 3-8 抢占式实时进程调度
27
第三章 处理机调度与死锁
3.4.3 常用的几种实时调度算法
1、 最早截止时间优先即EDF(Earliest Deadline First)算法
11
第三章 处理机调度与死锁
3.2.2 选择调度方式和调度算法的若成 这段时间间隔。
1 i （2）平均周转时间： T Ti n i 1
W0 T
（3）带权周转时间：作业周转时间T与系统为它提供 的服务时间TS之比：
作业 调度 后 备 队 列
时间片完
进程调度 进程完成
就 绪 队 列
CPU
事件1出现
等待事件1
事件2出现 … 事件n出现 … …
等待事件2 … 等待事件n
图 3-2 具有高、低两级调度的调度队列模型
9
第三章 处理机调度与死锁
3、 同时具有三级调度的调度队列模型
作业调度 后备队列 批量作业 交互型作业 中级调度 时间片完 就绪队列 进程完成
进程名 到达 时间 A 0 B C D E 1 2 3 4 服务 时间 4 3 5 2 4 带权平均 周转时间
22
完成 时间
周转 时间
带权周 转时间
平均周转时间
第三章 处理机调度与死锁
2、多级反馈队列调度算法 就绪队列1 S1 S2 S3 至CPU 至CPU
就绪队列2 就绪队列3
计算机操作系统(第四版)课后习题答案第三章
第三章处理机调度与死锁1，高级调度与低级调度的主要任务是什么？为什么要引入中级调度？【解】（1）高级调度主要任务是用于决定把外存上处于后备队列中的那些作业调入内存，并为它们创建进程，分配必要的资源，然后再将新创建的进程排在就绪队列上，准备执行。
（2）低级调度主要任务是决定就绪队列中的哪个进程将获得处理机，然后由分派程序执行把处理机分配给该进程的操作。
（3）引入中级调度的主要目的是为了提高内存的利用率和系统吞吐量。
为此，应使那些暂时不能运行的进程不再占用宝贵的内存空间，而将它们调至外存上去等待，称此时的进程状态为就绪驻外存状态或挂起状态。
当这些进程重又具备运行条件，且内存又稍有空闲时，由中级调度决定，将外存上的那些重又具备运行条件的就绪进程重新调入内存，并修改其状态为就绪状态，挂在就绪队列上，等待进程调度。
3、何谓作业、作业步和作业流？【解】作业包含通常的程序和数据，还配有作业说明书。
系统根据该说明书对程序的运行进行控制。
批处理系统中是以作业为基本单位从外存调入内存。
作业步是指每个作业运行期间都必须经过若干个相对独立相互关联的顺序加工的步骤。
作业流是指若干个作业进入系统后依次存放在外存上形成的输入作业流；在操作系统的控制下，逐个作业进程处理，于是形成了处理作业流。
4、在什么情冴下需要使用作业控制块JCB？其中包含了哪些内容？【解】每当作业进入系统时，系统便为每个作业建立一个作业控制块JCB，根据作业类型将它插入到相应的后备队列中。
JCB 包含的内容通常有：1) 作业标识2)用户名称3)用户账户4)作业类型（CPU 繁忙型、I/O芳名型、批量型、终端型）5)作业状态6)调度信息（优先级、作业已运行）7)资源要求8)进入系统时间9) 开始处理时间10) 作业完成时间11) 作业退出时间12) 资源使用情况等5．在作业调度中应如何确定接纳多少个作业和接纳哪些作业？【解】作业调度每次接纳进入内存的作业数，取决于多道程序度。
第3章处理机调度与死锁-选择题
第3章处理机调度与死锁(处理机调度)-选择题1.时间片轮转调度算法是为了()A.多个用户能及时干预系统B.使系统变得高效C.优先级较高的进程得到及时响应D.需要CPU时间最少的进程最先做2.在单处理器多进程系统中,进程什么时候占用处理器及决定占用时间的长短是由()决定的A.进程相应的代码长度B.进程总共需要运行的时间C.进程特点和进程调度策略D.进程完成什么功能3.()有利于CPU繁忙型的作业,而不利于I/O繁忙型的作业。
A.时间片轮转调度算法B.先来先服务调度算法C.短作业(进程)优先算法D.优先权调度算法4.下面有关选择进程调度算法的准则中,不正确的是()A.尽快响应交互式用户的请求B.尽量提高处理器利用率C.尽可能提高系统吞吐量D.适当增长进程就绪队列的等待时间5.设有4个作业同时到达,每个作业的执行时间均为2h,它们在一台处理器上按单道式运行,则平均周转时间为()A.1hB.5hC.2.5hD.8h6.若每个作业只能建立一个进程,为了照顾短作业用户,应采用()；为了照顾紧急作业用户,应采用()；为了能实现人机交互,应采用()；而能使短作业、长作业和交互作业用户都满意,应采用()A.FCFS调度算法B.短作业优先调度算法C.时间片轮转调度算法D.多级反馈队列调度算法E.剥夺式优先级调度算法7.()优先级是在创建进程时确定的,确定之后在整个运行期间不再改变A.先来先服务B.动态C.短作业D.静态8.现在有三个同时到达的作业J1、J2和J3,它们的执行时间分别是T1、T2、T3且T1<T2<T3。
系统按单道方式运行且采用短作业优先调度算法,则平均周转时间是()A.T1+T2+T3B.(3T1+2T2+T3)/3C.(T1+T2+T3)/3D.(T1+2T2+3T3)/39.设有三个作业,其运行时间分别是2h、5h、3h,假定它们同时到达,并在同一台处理器上以单道方式运行,则平均周转时间最小的执行顺序是()A.J1,J2,J3B.J3,J2,J1C.J2,J1,J3D.J1,J3,J210. 【2013统考真题】某系统正在执行三个进程P1、P2和P3,各进程的计算(CPU时间和I/O 时间比例如下表所示进程计算时间I/O时间P1 90% 10%P2 50% 50%P3 15% 85%提高系统资源利用率,合理的进程优先级设置应为()A.P1>P2>P3B. P3>P2>P1C. P2>P1=P3D. P1>P2=P311.采用时间片轮转调度算法分配CPU时,当处于运行态的进程完一个时间片后,它的状态是()状态A.阻塞B.运行C.就绪D.消亡12.一个作业8:00到达系统,估计运行时间为1h。
操作系统作业(第3章处理机调度和死锁)_答案
第三部分作业管理一、选择题1、在操作系统中，JCB是指（）。
A、作业控制块B、进程控制块C、文件控制块D、程序控制块2、处于后备状态的作业存放在（）中。
A、外存B、内存C、A和BD、扩展内存3、作业调度程序从处于（）状态的队列中选取适当的作业调入主存运行。
A、执行B、提交C、完成D、后备4、作业在系统中存在与否的唯一标志是（）。
A、源程序B、作业说明书C、作业控制块D、目的程序5、作业调度的关键在于（）。
A、选择恰当的进程管理程序B、选择恰当的作业调度算法C、用户作业准备充分D、有一个较好的操作环境6、按照作业到达的先后次序调度作业，排队等待时间最长的作业被优先调度，这是指（）调度算法。
A、先来先服务B、最短作业优先C、响应比高者优先D、优先级7、用户在一次计算过程中，或者一次事物处理中，要求计算机完成所做的工作的集合，这是指（）。
A、进程B、程序C、作业D、系统调用8、在进行作业调度时，要想兼顾作业等待时间和计算时间，应选取（）。
、A、先来先服务B、最短作业优先 C、响应比高者优先D、优先级9、在批处理系统中，周转时间是（）。
A、作业运行时间B、作业等待时间和运行时间之和C、作业的相对等待时间D、作业被调度进入内存到运行完毕的时间10、作业调度算法提到的响应比是指（）。
A、要求服务时间与响应时间之比B、响应时间与要求服务时间之比C、要求服务时间与作业等待时间之比D、作业等待时间与要求服务时间之比11、为了对紧急进程或重要进程进行调度，调度算法应采用（）。
A、先来先服务法B、优先级法C、短作业优先法D、时间片轮转法12、时间片轮转调度算法是为了（）。
A、多个终端都能得到系统的及时响应B、先来先服务C、优先级高的进程先使用CPUD、紧急事件优先使用CPU13、在操作系统中，作业处于（）状态时，已处于进程的管理之下。
A、后备B、阻塞C、运行D、完成14、一个作业8：00提交系统，估计运行时间为1小时，若10：00开始执行该作业，其响应比是（）。
第3章 处理机调度与死锁
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图 3-7 EDF算法用于非抢占调度方式
第三章 处理机调度与死锁
2. 最低松弛度优先算法
(LLF---- Least Laxity First)
松弛度=必须完成时间-本身运行时间-当前时间
A1 A2 A3 A4 A5 A6 A7 A8 t
0
20
40 B1
60
80
100 B2
120
140 B3
160
第三章 处理机调度与死锁
就绪队列1
S2 就绪队列2 S3
至CPU
至CPU 至CPU
就绪队列3
Sn 就绪队列n 时间片：S1<S2<S3
至CPU
性能：能满足终端型作业用户、短批作业用户、长批作业用户
第三章 处理机调度与死锁
举例：
计算：分别采用FCFS、SPF、高优先级优先、时间片轮转 （时间片为1）调度算法调度时，这批作业的平均周转时间 和平均带权周转时间？
第三章 处理机调度与死锁
3.1.3 选择调度方式和调度算法的若干准则
调度算法的若干准则: 1. 面向用户的准则 2. 面向系统的准则
第三章 处理机调度与死锁
1. 面向用户的准则
周转时间短：（批处理系统） 作业的周转时间T=提交--完成=后备+就绪+运行+阻塞
（切换时间忽略----为进程周转时间）
„
„
等待事 件 n
第三章 处理机调度与死锁
具有高、低两级调度的调度队列模型与上一模型的主要区别: (1) 就绪队列的形式。
批处理系统，最高优先权调度算法： 优先权队列：每创建进程，即按优先权高低排放，每次取队首 执行，最常用； 无序链表方式：每创建进程放队尾，调度时依次比较优先级而 找到最高者执行，效率较低。
第3章 处理机调度与死锁
第三章处理机调度与死锁第一节处理机调度的基本概念与调度算法1调度的层次一个作业，从进入系统并驻留在外存的后备队列上开始，直到作业运行完，要经历三级调度：高级调度，低级调度和中级调度。
也就是一个作业从提交到完成要经历三级调度。
调度的层次如图所示：1.1高级调度（High Scheduling）(作业/长程/宏观调度)1.1.1 任务用于把外存上处于后备队列中的作业调入内存，并为它们创建进程、分配必要资源，再讲新创建的进程挂在就绪队列。
注意：a)在批处理系统中，大多配有作业调度；分时/实时系统中，一般不配置。
b)作业调度执行频率很低，甚至几分钟一次，甚至更久。
1.1.2 高级调度需要解决的问题a)接纳多少个作业？主要任务是从外存后备队列中选择多少作业进入就绪队列或挂起就绪，也就是允许多少作业同时在内存中运行，它决定着多道程序的―道或度‖。
若作业太多，则可能会影响系统的服务质量（如周转时间太长），若太少，又将导致系统资源利用率和吞吐量的下降。
因此，应根据系统的规模和运行速度来确定，同时要求I/O型进程与CPU型进程中和调度。
b)接纳哪些作业？应将哪些作业从外存调入内存，将取决于调度算法（先来先服务、短作业优先等算法）1.2低级调度（low level scheduling）（短程/CPU/进程/微观调度）1.2.1 任务主要任务就是从就绪队列中选择一个进程来执行并给其分配处理机。
注意：a)是OS中最基本的调度。
b)调度频率非常高，一般几十毫秒一次。
c)常采用非抢占（非剥夺）方式和抢占（剥夺）方式两种。
1.2.2 进程调度方式a)非抢占式（preemptive mode）原理：处理机分配给某进程后，便让该进程一直执行，直到该进程完成或因某事件而被阻塞，才再把处理机分配给其它进程，决不允许某进程抢占已分配出去的处理机。
特点：现简单，系统开销小，常用于批处理系统；但不利于处理紧急任务，故实时、分时系统不宜采用b)抢占式（preemptive mode）原理：度程序根据某种原则（时间片、优先权、短进程优先），停止正在执行的进程，而将处理机重新分配给另一进程。
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的作业调入内存，并创建进程、分配资源，安排在就绪
队列上。 用于多道批处理系统中。
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2、低级调度
也称为进程调度或短程调度，决定内存上处于就 绪队列中的哪个进程应获得处理机。 用于多道批处理、分时和实时三种类型的操作系 统中。
2019/级调度又称中程调度 为了提高内存利用率和系统吞吐量
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3、作业运行的三个阶段和三种状态
收容阶段：后备状态 运行阶段：运行状态 完成阶段：完成状态
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3.2.2 作业调度的主要任务
在每次执行作业调度时，都须做出以下两个决定： (A)接纳多少个作业 取决于多道程序度，即允许多少个作业同时在内存 中运行。 作业太少 资源利用率低 作业太多 服务质量下降 (B)接纳哪些作业：作业调度算法 先来先服务 短作业优先 优先权高优先 高响应比优先
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处理机调度的层次和调度算法的目标 作业与作业调度 进程调度 实时调度 死锁概述 预防死锁 避免死锁 死锁的检测与解除
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3.1 处理机调度的层次和调度算法的目标
3.1.1 处理机调度的层次 1、高级调度 2、低级调度 3、中级调度
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1、高级调度
又称为作业调度或长程调度：将外存上处于后备队列上
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先来先服务调度算法(FCFS)
内存无限大，作业调度和进程调度都采用FCFS。
作业名 进入磁盘 时间 需要服务 装入主存 时间 时间 开始执行 时间 结束执行 时间 周转 时间 带权周转 时间
A B C D
0 1 2 3
1 100 1 100
0 1 2 3
0 1 101 102
对换功能
暂时不能运行的进程，而将它们调至外存上去等待，把此
时的进程状态称为就绪驻外存状态或挂起状态。当这些进程
重又具备运行条件、且内存又稍有空闲时,由中级调度来决 定把外存上的哪些又具备运行条件的就绪进程,重新调入内 存,并修改其状态为就绪状态,挂在就绪队列上等待进程调度
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3.1 处理机调度的层次和调度算法的目标
可以分别用于作业调度和进程调度。
调度过程 SJF：从后备队列中选择一个或若干个估计运行时间 最短的作业，将它们调入内存运行。 SPF：从就绪队列中选出一个估计运行时间最短的进 程，将处理机分配给它，使它立即执行并一直执行 到完成，或发生某事件而被阻塞放弃处理机时，再 重新调度。
学院: 教师:
计算机与信息技术学院 刘贤梅
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内容概述
处理机调度的主要任务是分配处理机。在多道程序环境下, 进程数目通常多于处理机的数目。系统必须按一定方法动态地 把处理机分配给就绪队列中的一个进程。处理机利用率和系统 性能(吞吐量、响应时间)在很大程度上取决于处理机调度。
3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 3.6 3.7 3.8
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3.2.3 先来先服务和短作业(进程)优先调度算法
1.先来先服务调度算法(FCFS)
按照作业进入系统的先后次序进行调度，先进入系统 者先调度；即启动等待时间最长的作业。
是一种最简单的调度算法，即可用于作业调度，也可 用于进程调度。 FCFS算法比较有利于长作业(进程),而不利于短作业 (进程)。
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3.2.1 批处理系统中的作业
1、作业和作业步 (1)作业
程序、数据和作业说明书。以作业为单位从外存调入内
存。
(2)作业步
作业每一个加工步骤称为作业步。
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2、作业控制块JCB
是作业在系统中存在的标志。 JCB包含的内容： –作业标识 –用户名称、用户账户 –作业类型（CPU繁忙型、I/O繁忙型等）、作业状态 –调度信息（优先级、已运行时间） –资源需求（预计运行时间、内存大小、I/O设备类型等） –进入系统时间、开始处理时间、作业完成时间、作业推 出时间 –资源使用情况
3.1.2 处理机调度算法的目标 1、处理机调度算法的共同目标 2、批处理系统的目标 3、分时系统的目标 4、实时系统的目标
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3.1 处理机调度的层次和调度算法的目标
1、处理机调度算法的共同目标 资源利用率 CPU的利用率=CPU有效工作时间 / CPU总的时间 CPU总的时间=CPU有效工作时间+CPU空闲等待时 间 公平性 平衡性 策略强制执行
1 101 102 202
1 100 100 199
1 1 100 1.99 25.9975
执行顺序:A->B->C->D 周转时间=结束执行时间-进入磁盘时间 带权周转时间=周转时间/服务时间
平均值:100
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2.短作业(进程)优先调度算法SJ(P)F
对短作业或短进程优先调度的算法。
1 T Ti n i 1
n
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1 n Ti W n i 1 TSi
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3.1 处理机调度的层次和调度算法的目标
3、分时系统的目标 响应时间快 响应时间：三部分组成，请求、处理和显示。 均衡性 响应时间的快慢应与用户所请求服务的复杂性相 适应。
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内容概述
3.1 处理机调度的层次和调度算法的目标
3.2 作业与作业调度
3.3 进程调度 3.4 实时调度 3.5 死锁概述 3.6 预防死锁 3.7 避免死锁 3.8 死锁的检测与解除
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3.2 作业与作业调度
3.2.1 3.2.2 3.2.3 3.2.4 批处理系统中的作业 作业调度的主要任务 先来先服务和短作业优先调度算法 优先级调度算法和高响应比调度算法
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3.1 处理机调度的层次和调度算法的目标
2、批处理系统的目标 作业周转时间： 平均周转时间短 作业在外存后备队列上等待作业
调度的时间 进程在就绪队列上等待进程调度 系统吞吐量高 多 的时间 处理机利用率高 次 进程在CPU上执行的时间 进程等待I/O操作完成的时间 平均周转时间： 平均带权周转时间：