操作系统 之 处理机调度
Operating System处理机调度
非抢占短优先调度示例
Process Arrival Time
P1
0.0
7
P2
2.0
4
P3
4.0
1
P4
5.0
4
• SJF (non-preemptive)
Burst Time
P1
P3
P2
P4
0
3
78
12
16
• 平均等待时间 = (0 + 6 + 3 + 7)/4 = 4
优先级调度
• 每个进程都具有优先度 (integer) • 优先级最高的先被执行(数字越小表示优先级越高)
中每个进程获得CPU时间为 1/n. 没有进程等待时间超过 (n-1)q
• 性能
– q large FIFO – q small q must be large with respect to context
switch, otherwise overhead is too high.
示例: RR (时间片为20)
止或它从运行状态转换到等待状态才会释放CPU。
调度员
• 调度模型 gives control of the CPU to the process selected
by the short-term scheduler; this involves: – 上下文切换 – 处理机状态变为User,而以前是Kernel. – 跳转到执行程序的适当位置重新执行此程序。
processor makes its own scheduling decisions.(自调度,实现复 杂)
• Asymmetric multiprocessing(非对称多处理)– only one
《课件操作系统处理机调度》课件
进程调度流程
1
进程状态转换图
描述进程在不同状态之间的切换及其条件。
2
进程调度流程图
展示进程调度的具体流程和调度器的工作原理。
3
调度器
实现进程调度的核心组件,负责选择下一个要执行的进程。
进程同步
什么是进程同步
多个进程之间相互协作,按一定的顺序执行以 达到共享资源的、互斥锁、条件变量等,用于协调 进程之间的执行顺序。
嵌入式系统
操作系统的调度算法对于嵌入式系统的实时性 和稳定性至关重要。
大型软件系统
复杂的软件系统需要高效的调度策略来保证整 体性能和用户体验。
总结
1 讲解本次课程的重
点
回顾本次课程涉及的关 键知识点和概念。
2 总结本次课程的收
获
3 展望本门课程的未
来发展
分享学习这门课程的重 要意义和所带来的收获。
调度算法
先来先服务 (FCFS)
按照进程到达的顺序进行调度,不考虑执行 时间。
优先级调度
按照进程优先级进行调度,优先级越高的进 程获得CPU时间越多。
短作业优先 (SJF)
优先调度执行时间短的进程,可以最大程度 地减少平均等待时间。
时间片轮转
每个进程被分配一个时间片,超过时间片后, 将CPU让给下一个进程。
《课件操作系统处理机调 度》PPT课件
这份PPT课件将带你深入了解操作系统处理机调度的重要性和实现方式。从 什么是处理机调度,到调度算法和进程同步,以及操作系统调度的应用,让 我们一起探索吧!
什么是处理机调度
处理机调度是指操作系统对各个进程分配CPU使用权的过程。它的作用是合 理分配CPU资源,确保系统的高效运行。
探讨操作系统处理机调 度在未来的发展趋势和 应用领域。
操作系统-处理机调度的层次和调度算法的目标
CPU 有效工作时间
CPU 的利用率 = CPU 有效工作时间 ? CPU 空闲等待时间
3
第一章 操作系统引论
(2) 公平性。公平性是指应使诸进程都获得合理的CPU 时间,不会发生进程饥饿现象。公平性是相对的,对相同类 型的进程应获得相同的服务;但对于不同类型的进程,由于 其紧急程度或重要性的不同,则应提供不同的服务。
7
第一章 操作系统引论
3. 分时系统的目标 (1) 响应时间快。 (2) 均衡性。
8
第一章 操作系统引论
4. 实时系统的目标 (1) 截止时间的保证。 (2) 可预测性。
9
4
第一章 操作系统引论
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:
tn1tn1i???i66第一章操作系统引论为了进一步反映调度的性能更清晰地描述各进程在其周转时间中等待和执行时间的具体分配状况往往使用带权周转时间即作业的周转时间t与系统为它提供服务的时间ts之比即w??tts
第一章 操作系统引论
?3.1 处理机调度的层次和调度算法的目标
在多道程序系统中,调度的实质是一种资源分配,处理 机调度是对处理机资源进行分配。处理机调度算法是指根据 处理机分配策略所规定的处理机分配算法。在多道批处理系 统中,一个作业从提交到获得处理机执行,直至作业运行完 毕,可能需要经历多级处理机调度,下面先来了解处理机调 度的层次。
第四章 操作系统处理机调试(张尧学)
等待事件
4.1.2 作业与进程
作业是用户向计算机提交任务的任务实体 进程是计算机为了完成用户任务实体而设置
的执行实体,是系统分配资源的基本单位
第四章 处第理9机页调度
4.2 作业调度
作业调度主要是完成作业从后备状态到执行状态的转 变,以及从执行状态到完成状态的转变
第四章 处第理1机0页调度
第四章 处第理1机9页调度
4.3.2 进程调度的时机
(1) 正在执行的进程执行完毕。 (2) 执行中进程自己调用阻塞原语将自己阻塞起来进入睡眠等待状态。 (3) 执行中进程调用了P原语操作,从而因资源不足而被阻塞;或调用
了V原语操作激活了等待资源的进程队列。 (4) 执行中进程提出I/O请求后被阻塞。 (5) 在分时系统中时间片已经用完。 (6) 在执行完系统调用
第四章 处第理1机2页调度
图4.3 作业调度中状态的转换过程 第四章 处第理1机3页调度
4.2.2 作业调度目标与性能衡量
作业调度的功能最主要的是从后备作业队列中选取一批作 业进入执行状态。
调度目标主要是以下4点: (1) 对所有作业应该是公平合理的; (2) 应使设备有高的利用率; (3) 每天执行尽可能多的作业; (4) 有较快的响应时间。
主要功能是按照一定的策略选择一个处于就绪状态的进程, 使其获得处理机执行。根据不同的系统设计目的,有各种各样 的选择策略,例如系统开销较少的静态优先数调度法,适合于 分时系统的轮转法和多级反馈轮转法等。这些选择策略决定了 调度算法的性能 (3) 进行进程上下文切换
一个进程的上下文(context)包括进程的状态、有关变量 和数据结构的值、硬件寄存器的值和PCB以及有关程序等
高级调度"。从用户工作流程的角度,一次提交的若干个流程, 其中每个程序按照进程调度。时间上通常是分钟、小时或天 (2) 交换调度:中级调度,从存储器资源的角度。将进程的部分 或全部换出到外存上,将当前所需部分换入到内存。指令和数据 必须在内存里才能被CPU直接访问。 (3)进程或线程调度:低级调度(微观调度),又称为"微观调度 "、"低级调度"。从CPU资源的角度,执行的单位。时间上通常 是毫秒。因为执行频繁,要求在实现时达到高效率
操作系统原理第五章处理器调度
2)正文段(共享正文段 ) 它是进程执行程序的一部分,可为多个进程共 享执行,作为正文段的程序必须是可重入的。
3)数据段 包括:正文段程序的处理对象--数据、进程 执 行 程 序 ( 私 有 ) 及 数 据 和 ppda( 进 程 数 据 区)。
4) 用户栈
2、UNIX进程树
0进程:系统初启时由系统初启程 序建立,完成系统初启的相应工 作后,创建1进程;然后的工作有 两项,其一是进程交换(进程图 象的管理);其二是进程切换 (进程调度)。
1 进程:为系统的每个联机终端 创建一个终端进程,然后就做托 管工作。
2、3、…、n、n+1进程:终端进 程,执行程序是shell,该进程执 行是接受和执行用户键入的shell 命令,或shell命令程序。
用户创建的进程:用户的shell命 令或shell程序所创建的进程;用 户在其程序中创建的进程。
三、进程调度
操作系统为了对进程进行有效的监控, 需要维护一些与进程相关的数据结构, 记录所有进程的运行情况,并在进程让 出处理器或调度程序剥夺处于运行状态 的进程占用的处理器时,选择适当的进 程分配处理器,完成上下文的切换。我 们把操作系统内核中完成这些功能的部 分称为进程调度。
1、进程调度的功能 1)记录系统中所有进程的执行情况 PCB 2)选择占有处理器的进程 3)进行进程上下文的切换 2、进程调度的方式 1)非剥夺调度方式 2)剥夺调度方式
p_flag中的SLOAD为1,表示该进程图象在 内存,否则不在内存。
(四)创建状态
父进程创建子进程时所处的状态,目的 是保证子进程能完全复制父进程的图象。
在UNIX系统中,父进程创建一个子进程 时,子进程要复制父进程的全部的进程 图象(除proc结构外),当有内存空间 时,能很快完成复制工作,但若无内存 空间时,就要在交换区中建立子进程图 象的复本,这时父进程将自己置为创建 状态,以保证自己的图象不被调出内存。
处理机调度目标理解
处理机调度目标理解在计算机操作系统中,处理机调度是指操作系统对处理机(CPU)进行分配和管理的过程。
目标是合理分配处理机资源,提高系统的吞吐量和响应速度,并确保系统资源的公平利用。
而要理解处理机调度的目标,需要从以下几个方面进行分析。
1. 最大化处理机利用率:处理机是计算机系统中最重要的资源之一,因此调度的首要目标是最大化处理机的利用率。
这意味着在系统中尽可能地让处理机保持繁忙状态,避免出现空闲或闲置情况。
通过合理的调度算法,可以有效地提高处理机的利用率,使得系统的整体性能得到提升。
2. 最小化作业的等待时间:作业的等待时间是指作业从提交到开始执行之间的时间间隔。
长时间的等待会导致作业执行的延迟,降低系统的响应速度。
因此,调度的另一个目标是尽可能地减少作业的等待时间,让作业能够尽早地得到处理机的服务。
通过合理的调度算法,可以充分利用系统资源,缩短作业的等待时间,提高系统的效率。
3. 实现公平性:在多用户系统中,不同的用户对系统资源的需求可能不同。
处理机调度的目标之一是实现资源的公平分配,确保每个用户都能够获得合理的服务。
公平性可以通过调度算法来实现,例如时间片轮转算法可以确保每个作业都能够获得公平的执行时间,避免某些作业长时间占用处理机资源而导致其他作业等待时间过长的情况。
4. 最小化响应时间:响应时间是指用户提交请求到系统响应该请求所需要的时间。
处理机调度的目标之一是尽可能地缩短用户的响应时间,提高用户的体验。
通过合理的调度算法,可以将用户请求迅速调度到处理机上执行,并及时返回结果,减少用户的等待时间,提高系统的响应速度。
综上所述,处理机调度的目标包括最大化处理机利用率、最小化作业的等待时间、实现资源的公平分配以及最小化响应时间。
通过合理选择和设计调度算法,可以达到这些目标,提高计算机系统的整体性能和用户体验。
描述处理机的调度方式
描述处理机的调度方式一、引言处理机调度是操作系统中的重要任务之一,它决定了多个进程之间的执行顺序。
合理的调度方式能够提高系统的资源利用率和响应速度,实现任务的高效执行。
本文将介绍几种常见的处理机调度方式,并分析其特点和适用场景。
二、先来先服务调度(FCFS)先来先服务调度是最简单的调度方式之一,它按照进程的到达顺序进行调度,先到达的进程先执行。
这种调度方式的特点是公平、无抢占,适用于长作业型的任务。
然而,FCFS调度容易造成“饥饿”现象,即长作业占用处理机时间过长,导致短作业等待时间过长,影响系统的响应速度。
三、最短作业优先调度(SJF)最短作业优先调度是根据进程的执行时间长度来进行调度的。
短作业优先的调度方式能够最大限度地减少平均等待时间,提高系统的响应速度。
然而,SJF调度容易造成长作业的等待时间过长,导致长作业的响应速度变慢。
此外,SJF调度方式需要事先知道每个进程的执行时间,对于实时系统来说,很难做到准确预测。
四、优先级调度优先级调度是根据进程的优先级来进行调度的。
每个进程都被赋予一个优先级,优先级越高的进程越先执行。
优先级调度方式可以根据系统的需求进行设置,以实现对不同类型任务的灵活调度。
然而,优先级调度容易造成低优先级进程的饥饿现象,即低优先级进程长时间无法得到执行。
此外,优先级调度方式需要合理设置优先级,过高的优先级可能导致系统稳定性问题。
五、时间片轮转调度(RR)时间片轮转调度是一种基于时间片的调度方式。
每个进程被分配一个固定长度的时间片,在时间片用完后,进程会被挂起,然后被放入就绪队列的末尾,等待下一次调度。
时间片轮转调度方式公平、无饥饿,适用于多任务环境。
然而,时间片的长度需要合理设置,过长会导致响应速度变慢,过短又会导致频繁的上下文切换,影响系统的效率。
六、多级反馈队列调度(MFQ)多级反馈队列调度是一种综合利用了FCFS、SJF和RR调度方式的调度方式。
它将进程根据优先级划分为多个队列,每个队列采用不同的调度方式。
实验一 处理机调度实验报告
实验一处理机调度实验报告一、实验目的处理机调度是操作系统中的一个重要组成部分,其目的是合理地分配处理机资源,以提高系统的性能和效率。
本次实验的主要目的是通过模拟处理机调度算法,深入理解不同调度算法的工作原理和性能特点,并能够对它们进行比较和分析。
二、实验环境本次实验使用了以下软件和工具:1、操作系统:Windows 102、编程语言:Python3、开发环境:PyCharm三、实验内容1、先来先服务(FCFS)调度算法先来先服务调度算法按照作业或进程到达的先后顺序进行调度。
即先到达的作业或进程先得到处理机的服务。
2、短作业优先(SJF)调度算法短作业优先调度算法优先调度运行时间短的作业或进程。
在实现过程中,需要对作业或进程的运行时间进行预测或已知。
3、高响应比优先(HRRN)调度算法高响应比优先调度算法综合考虑作业或进程的等待时间和运行时间。
响应比的计算公式为:响应比=(等待时间+要求服务时间)/要求服务时间。
4、时间片轮转(RR)调度算法时间片轮转调度算法将处理机的时间分成固定大小的时间片,每个作业或进程在一个时间片内运行,当时间片用完后,切换到下一个作业或进程。
四、实验步骤1、设计数据结构为了表示作业或进程,设计了一个包含作业或进程 ID、到达时间、运行时间和等待时间等属性的数据结构。
2、实现调度算法分别实现了上述四种调度算法。
在实现过程中,根据算法的特点进行相应的处理和计算。
3、模拟调度过程创建一组作业或进程,并按照不同的调度算法进行调度。
在调度过程中,更新作业或进程的状态和相关时间参数。
4、计算性能指标计算了平均周转时间和平均带权周转时间等性能指标,用于评估不同调度算法的性能。
五、实验结果与分析1、先来先服务(FCFS)调度算法平均周转时间:通过计算所有作业或进程的周转时间之和除以作业或进程的数量,得到平均周转时间。
在 FCFS 算法中,由于按照到达顺序进行调度,可能会导致长作业或进程长时间占用处理机,从而使平均周转时间较长。
简述处理机调度的层次
简述处理机调度的层次
1处理机调度的层次
处理机调度是指操作系统将处理机分配给各个进程的过程,由操作系统根据调度算法决定执行哪个程序,以及在一个时间片中执行量大小等。
它是操作系统对各个进程的资源分配工作中的一部分,也是其决定系统吞吐量的关键因素。
处理机调度的层次是分三层,从上到下分别为宏观调度、微观调度和抢占式调度。
1.1宏观调度
宏观调度层为操作系统提供了一个高层次的抽象,处理机为进程提供服务时,宏观调度便可以进行统一调度,不必对每一个进程都进行分配和调度,从而减少操作系统的工作量。
宏观调度的作用是给处理机分配一个全局的调度策略,并向调度进程提供必要的参数,根据这些参数分配不同的请求。
1.2微观调度
微观调度的作用是在宏观调度的基础上,实现不同进程的处理能力的具体实现,它通常采用很多复杂的算法,具体实现方式是根据每个进程的处理能力,采用抢先调度和先抢先得调度等方式,将优先处理一定数量的指令,然后再分给下一个处理任务。
1.3抢占式调度
抢占式调度的作用是当某一个进程发起抢占时,处理机会立即从原来的进程中被抢占出去,抢占优先级最高的进程被安排启动,如果优先级一样,则按先到先得原则,而如果不同,则高优先级的进程优先。
抢占式调度不仅能提高系统效率,而且能有效阻止低优先级进程干扰高优先级进程,从而提高了系统资源和利用率,是操作系统对处理机调度中不可或缺的一部分。
总之,处理机调度的层次可以分为宏观调度、微观调度和抢占式调度,每一层调度都具有自己的作用和特点,经过恰当的处理机调度,可以极大的提升系统的运行效率。
嵌入式操作系统_第3章 处理机调度
短作业优先调度算法的特点
算法调度性能较好,
例如上例中,
先来先服务
短作业优先
平均周转时间
2.8
2.45
平均带权周转时间
5.25
3.85
但对长作业不利,未考虑作业的紧迫程度, 运行时间为估计。
调度算法
先来先服务调度算法 短作业(进程)优先调度算法 时间片轮转调度算法 优先权调度算法 最高响应比优先调度算法 多级队列调度算法
抢占方式
抢占方式:又称剥夺方式、可剥夺方式。这 种调度方式是指允许调度程序根据某种原则 去停止正在执行的进程,将已分配给该进程 的处理机重新分配给其他进程。
高级调度主要用于多道批处理系统中,在分 时和实时系统中不设高级调度。
2.中级调度
中级调度又称内存调度,其功能是将内存中 暂时不用的信息移到外存,以腾出空间给内 存中的进程使用,或将需要的信息从外存读 入内存。
引入中程调度的目的是提高内存利用率和系 统吞吐量。
中级调度的运行频率介于两者之间。
事 件 出 现
时间片完 就绪 队列 阻塞队列
进程调度
进程完成 CP U
等待事件
3.2.2 选择调度算法的准则
由于操作系统的类型及目标不同,因此选择 的调度算法也不同。
选择调度算法有以下准则:
面向系统的准则 面向用户的准则
面向用户的准则
周转时间短:指从作业提交到作业完成的时 间间隔。
微机不太重要。
周转时间
作业的周转时间是指从作业提交到作业完 成之间的时间间隔。
平均周转时间是指多个作业的周转时间的 平均值。n个作业的平均周转时间:
T =(T1+T2+ … +Tn)/n(Ti为作业i 的周转时间)
操作系统原理-第四章 处理机调度(有答案)
第四章处理机调度4.3 习题4.3.1 选择最合适的答案1.某系统采用了银行家算法,则下列叙述正确的是()。
A.系统处于不安全状态时一定会发生死锁B.系统处于不安全状态时可能会发生死锁C.系统处于安全状态时可能会发生死锁D.系统处于安全状态时一定会发生死锁2.银行家算法中的数据结构包括有可利用资源向量Available、最大需求矩阵Max、分配矩阵Allocation、需求矩阵Need,下列选项正确的是()。
A.Max[i,j]=Allocation[i,j]+Need[i,j]B.Need[i,j]= Allocation[i,j]+ Max[i,j]C.Max[i,j]= Available[i,j]+Need[i,j]D.Need[i,j]= Available[i,j]+ Max[i,j]3.下列进程调度算法中,()可能会出现进程长期得不到调度的情况。
A.非抢占式静态优先权法B.抢占式静态优先权法C.时间片轮转调度算法D.非抢占式动态优先权法4.在下列选项中,属于预防死锁的方法是()。
A.剥夺资源法B.资源分配图简化法C.资源随意分配D.银行家算法5.在下列选项中,属于检测死锁的方法是()。
A.银行家算法B.消进程法C.资源静态分配法D.资源分配图简化法6.在下列选项中,属于解除死锁的方法是()。
A.剥夺资源法 B.资源分配图简化法C.银行家算法 D.资源静态分配法7.为了照顾紧迫型作业,应采用()。
A.先来服务调度算法B.短作业优先调度算法C.时间片轮转调度算法D.优先权调度算法8.在采用动态优先权的优先权调度算法中,如果所有进程都具有相同优先权初值,则此时的优先权调度算法实际上和()相同。
A.先来先服务调度算法B.短作业优先调度算法C.时间片轮转调度算法D.长作业优先调度算法9.作业从后备作业到被调度程序选中的时间称为()。
A.周转时间B.响应时间C.等待调度时间D.运行时间10.资源静态分配法可以预防死锁的发生,它们使死锁四个条件中的()不成立。
操作系统第3章 处理机调度(调度)
3.2 调度算法
进程调度的核心问题就是采用什么样的算法将处 理机分配给进程,常用的进程调度算法有:
先来先服务调度算法
短作业/进程优先调度算法
优先权调度算法
高响应比优先调度算法
时间片轮转调度算法
多级队列调度算法
多级反馈队列调度算法
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一、先来先服务调度算法FCFS
基本思想:按照进程进入就绪队列的 先后次序来分配处理机。
抢占(剥夺)方式
非抢占方式
一旦把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,不允 许进程抢占已分配出去的处理机。
特点:实现简单,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。
抢占方式
允许调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。
调度算法(太长---FCFS); 上下文切换(太短---上下文切换频繁); 平均周转时间。
短时间片增加上下文切换频率
周转时间随时间片变化
三、时间片轮转调度算法—例(1)
EG: 进程 到达时间
P1
0
P2
2
P3
4
P4
5
RR(时间片为1)
服务时间
7 4 1 4
P1 P2 P1 P2 P3 P1 P4 P2 P1 P4 P2 P1 P4 P1 P4
FCFS SPF-非 SPF-抢
周转T 124.25 100
75.75
等待T 74.25 49.5
25.25
二、SJF/SPF ——抢占式
到达顺序: 进程名 到达时间 服务时间
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
操作系统实验一处理机调度算法的实现
操作系统实验一处理机调度算法的实现操作系统中的处理机调度算法是为了合理地分配和利用处理器资源,提高系统的性能和响应速度。
这些算法主要用于决定下一个要执行的进程或线程。
在本篇文章中,我们将介绍几种常见的处理机调度算法以及它们的实际应用。
首先,我们要了解什么是处理机调度算法。
处理机调度是指从就绪队列中选择一个进程,并分配处理机给它。
调度算法的目标是合理地选择进程,以达到最佳的系统性能指标。
这些指标可以包括响应时间、吞吐量、公平性等。
最简单的调度算法是先来先服务(FCFS)。
这种算法按照进程到达的顺序来进行调度。
当一个进程完成后,下一个进程在队列头被选中执行。
FCFS算法的优点是实现简单,但缺点是不考虑进程的执行时间,导致平均等待时间较长。
FCFS主要用于批处理环境中,例如打印任务的排队。
另一种常见的调度算法是短作业优先(SJF)。
这种算法选择剩余执行时间最短的进程进行调度。
为了实现SJF算法,系统需要预测进程的执行时间,这可能是一个难题。
SJF算法的优点是能够最小化平均等待时间,但缺点是可能导致长作业的饥饿。
SJF算法主要用于交互式系统或具有预测性能的任务。
另一个常见的调度算法是轮转调度(RR)。
这种算法将处理机时间分成一定大小的时间片(时间片就是一段处理器运行的时间),每个进程在一个时间片内执行,然后进入队列尾部等待。
轮转调度算法的目的是实现公平性,每个进程都有机会被执行。
RR算法的优点是能够减少各个进程的响应时间,但缺点是可能造成高负载下的处理机浪费。
RR算法主要用于实时系统或多用户环境。
另一个调度算法是最高响应比优先(HRRN)。
响应比是指进程等待时间与预计执行时间的比率。
HRRN算法选择响应比最高的进程进行调度。
这种算法考虑了等待时间和执行时间的权衡,能够实现较好的性能。
但是,HRRN算法计算响应比需要实时监测和更新进程的等待时间和执行时间。
HRRN算法适用于交互式或多用户系统。
还有一种常见的调度算法是最短剩余时间优先(SRTF)。
操作系统原理-第四章处理机调度知识点及习题
第四章处理机调度与死锁4.1 知识点汇总1、处理机调度级别⑴调度:选出待分派的作业或进程⑵处理机调度:分配处理机⑶三级调度:高级调度(作业调度)、中级调度(内存对换)、低级调度(进程调度)2、作业状态⑴作业状态分为四种:提交、后备、执行和完成。
⑵作业状态变迁图:图4-1 作业状态及变迁3、作业调度和调度的功能⑴. 作业调度的任务后备状态→执行状态执行状态→完成状态⑵作业调度的功能①记录系统中各个作业的情况②按照某种调度算法从后备作业队列中挑选作业③为选中的作业分配内存和外设等资源④为选中的作业建立相应的进程⑤作业结束后进行善后处理工作4、进程调度和调度的功能1). 进程调度:后备状态→执行状态2). 进程调度时机:任务完成后、等待资源时、运行到时了、发现重调标志3). 进程调度的功能:保存现场、挑选进程、恢复现场5、两级调度模型 作业调度和进程调度的区别6、评价调度算法的指标调度性能评价准则:CPU利用率、吞吐量、周转时间、就绪等待时间和响应时间(1)吞吐量:单位时间内CPU完成作业的数量(2)周转时间:1) 周转时间=完成时刻-提交时刻2) 平均周转时间=周转时间/n3) 带权周转时间=周转时间/实际运行时间4) 平均带权周转时间=带权周转时间/n7、作业与进程调度算法(1)先来先服务(FCFS)调度算法的实现思想:按作业(进程)到来的先后次序进行调度,即先来的先得到运行。
用于作业调度:从作业对列(按时间先后为序)中选择队头的一个或几个作业运行。
用于进程调度:从就绪队列中选择一个最先进入该队列的进程投入运行。
例如设有三个作业,编号为1,2,3。
各作业分别对应一个进程。
各作业依次到达,相差一个时间单位。
①图示出采用FCFS方式调度时这三个作业的执行顺序②算出各作业的周转时间和带权周转时间(2)时间片轮转(RR)调度算法的实现思想:系统把所有就绪进程按先进先出的原则排成一个队列。
新来的进程加到就绪队列末尾。
处理机调度算法
处理机调度算法处理机调度算法(CPU Scheduling Algorithm)是操作系统中一个非常重要的概念,它指的是在多个进程需要占用系统处理器的情况下,如何高效地分配时间片,使得每个进程都能得到公平的处理机时间,系统能够充分利用处理器的资源。
算法分类常见的处理机调度算法主要有以下几种:1. 先来先服务(FCFS)调度算法先来先服务是最简单的处理机调度算法。
它的基本思想是,一个进程需要处理时,处理器按照进程提交的顺序进行调度。
即,先提交的进程先执行,等前一个进程执行完后,下一个进程才会被处理。
这种算法的优点是简单易行,缺点是可能导致一些进程等待时间较长。
2. 短作业优先(SJF)调度算法短作业优先是一种非抢占式的算法,它的基本思想是根据每个进程需要处理的总时间长短来排序,先处理需要处理时间较短的作业,这种方法可以最小化平均等待时间。
但是,由于它需要知道每个进程的总执行时间,因此难以实现。
3. 时间片轮转(RR)调度算法时间片轮转是一种抢占式的算法,它的基本思想是将处理机分为时间片,每个进程都可以运行一个时间片,时间片到期后,如果还未结束,则该进程被挂起,另一个就绪进程插入,并重新分配一个时间片。
这种算法能够避免某些进程长时间占用资源,每个进程都能在一定时间内得到处理机的时间。
4. 优先级调度(Priority Scheduling)算法优先级调度是一种非抢占式的算法,它的基本思想是为每个进程设置不同的优先级,进程具有最高优先级的先被处理,如果存在两个相等的进程优先级,那么会使用先来先服务的方式进行处理。
缺点是可能导致低优先级的进程等待时间太长。
5. 多级反馈队列(MFQ)调度算法多级反馈队列是一种复杂的算法,它的基本思想是将所有进程按照其优先级分为多个队列,优先级相同的进程被分成同一个队列,不同队列之间根据时间片大小相差不同。
例如,第一队列的时间片为10ms,第二队列的时间片为20ms,第三队列的时间片为40ms,以此类推。
简述处理机调度层次
简述处理机调度层次
处理机调度层次是计算机操作系统中的一个重要概念,它是指在多道程序环境下,为了提高计算机资源的利用率和系统的吞吐量,将进程按照一定的优先级和调度算法分配给不同的处理机运行的过程。
处理机调度层次主要包括作业调度、进程调度和线程调度三个层次。
一、作业调度
作业调度是指在多用户环境下,根据用户提交的作业特性、系统资源情况以及系统策略等因素,将作业按照一定规则分配给不同的处理机或分时段地执行。
常见的作业调度算法有先来先服务、短作业优先、时间片轮转等。
二、进程调度
进程调度是指在单个用户环境下,根据进程特性、系统资源情况以及系统策略等因素,将就绪状态中的进程按照一定规则分配给可用处理机执行。
常见的进程调度算法有最高响应比优先、时间片轮转、多级反馈队列等。
三、线程调度
线程调度是指在单个进程内部,根据线程特性以及线程之间关系等因素,将就绪状态中的线程按照一定规则分配给可用处理机执行。
常见的线程调度算法有抢占式调度、非抢占式调度等。
处理机调度层次的目的是为了提高系统资源利用率和系统吞吐量,同时保证进程或线程按照一定规则得到公平、合理的分配和执行。
在实际应用中,不同的调度算法和策略有着不同的优缺点,需要根据具体应用场景进行选择和优化。
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实验2 处理机调度
一、实验要求
●了解引起处理机调度的原因
●分析先来先服务算法,给出代码注释
二、实验内容
进程调度算法的数据结构主要有:进程函数定义,建立进程函数,进程调度函数。
示例:
#include "stdio.h"
#include <malloc.h>
#define max 100
#define pfree 0 /*process end*/
#define running 1 /*process running status*/
#define aready 2 /*process aready status */
#define blocking 3 /*process aready blocking status*/
typedef struct node
{
char name;
int status;
int precendence;
int ax,bx,cx,dx;
int pc;
int psw;
struct node *next; /*pcb define*/
}pcb;
pcb *createprocess(pcb *head)
{
pcb *p,*q;
int a,b,c,d,m,n;
char ID;
int s;
q=NULL;
printf("\ninput the first seven status pcb:");
scanf("\n%c",&ID);
scanf("%d%d%d%d%d%d",&a,&b,&c,&d,&m,&n);
while(ID!='*')
{
p=(pcb*)malloc(sizeof(pcb));
p->name=ID;
p->ax=a;
p->bx=b;
p->cx=c;
p->dx=d;
p->pc=m;
p->psw=n;
p->precendence=pre;
p->status=aready;
if(head==NULL)
head=p;
else
q->next=p;
q=p;
printf("\ninput the next pcb: ");
scanf("\n%c",&ID);
scanf("%d%d%d%d%d%d",&a,&b,&c,&d,&m,&n);
}
if(q!=NULL)
q->next=NULL;
q=head;
while(q)
{
printf("\n peocess name. status.ax. bx. cx. dx. pc. psw.\n ");
printf("%10c%5d%8d%5d%5d%5d%5d%5d%5d",q->name,q->status,q->precende
nce,q->ax,q->bx,q->cx,q->dx,q->pc,q->psw);
q=q->next;
}
return head;/*createprocess end*/
}
void processfifo(pcb *head)
{
pcb *p;
p=head;
printf("\n the process use fifo method.\n");
printf("running the frist process:\n");
while(p!=NULL)
{
p->status=running;
printf("\nprocess name status. ax. bx. cx. dx. pc. psw.");
printf("\n%10c%5d%8d%5d%5d%5d%5d%5d",p->name,p->status,p->ax,p->bx,
p->cx,p->dx,p->pc,p->psw); /*check process running status */
p->status=0;
p=p->next;
}
printf("\ncheck weatherfer the process complete: ");
p=head;
while(p)
{
printf("\n%3c%3d",p->name,p->status);
p=p->next;
}
printf("\ngame is over!\n");
}
main()
{
pcb *head;
head=NULL;
head=createprocess(head);
processfifo(head);
}
三、实验报告
1.在源程序上写出注释。
2.画出程序流程图。
3.调试程序并写出运行结果。