抢占式优先权算法

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3.1.2 调度队列模型
不同OS对高级、中级和低级调度的选取形成了不同的
调度队列模型，共有3种类型。 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
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时间片到
作业调度 就绪队列 作业 交互式用户
高级调度又称为作业调度或宏观调度或长程调度（多 道批处理系统需要作业调度；分时系统和实时系统一般
不需要高级调度。 ）
2. 中级调度(Intermediate-Level Scheduling) 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。
3.低级调度(Low Level Scheduling) 低级调度又称进程调度或微观调度或短程调度
进程调度
进程完成 CP U
调入 就绪挂起队列
挂起调出 事件出现
阻塞挂起队列
中级调度
挂起调出 阻塞队列 等待事件
事件出现
具有三级调度时的调度队列模型
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3.1.3 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：周转时间是指作业从提交给系统开始，到作业完 成为止所消耗的时间。常用于衡量系统性能、作业调度算法的 优劣的重要指标。
引起调度的原因：1）当前进程运行结束或发生某事件 而终止；2）当前进程因提出I/O请求而阻塞；3）进程 之间通信或同步而由于执行原语而等待。

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抢占方式（Preemptive）：抢占方式允许调度程序根 据某种策略中止当前进程的执行，将其移入就绪队列， 并将处理机分派给另一个进程使之投入运行。 抢占原则：1）优先权原则：允许高优先权进程抢占低 优先权的CPU；2）短作业原则：允许短进程抢占长进 程的处理机；3）时间片原则：分时系统中的当前进程， 若时间片规定的时间用完，不管是否运行结束，都要立 即中止放到就绪队列中，再将CPU分派给其它进程。
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3.2
调度算法
1、先来先服务（FCFS）调度算法
适应范围：适应作业调度和进程调度；
调度过程：FCFS用于作业（进程）调度时，从后备（就 绪）队列中选择若干或一个先到来的作业（进程）投入 运行。进程在分派到CPU进入运行过程中，只有当进程 运行结束或因某事件发生而被阻塞才放弃CPU。 算法特点：算法容易实现，但效率不高；只顾及作业等 候时间，没考虑作业要求服务时间的长短，不利于短作 业而优待了长作业(CPU繁忙型作业)；作业调度不分轻重 缓急，人人平等；FCFS为非抢占式调度。
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ห้องสมุดไป่ตู้
作业的状态及其转换
作业调度程序
SPOOLing 程序
运行 进程调度 程序
内存
提交 输入设 备
后备 外存输 入井
就绪
阻塞
完成
就绪
中级调度 外存
阻塞
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3.1.1 处理机调度的层次
在多道批处理系统中，一个作业可能需要经历三级调度：
1. 高级调度（High Scheduling)
截止时间是指系统为处理某事件/任务必须开始执行
的最迟时间，或必须完成的最迟时间。 ④ 优先权准则：批处理、分时和实时系统中的调度算
法都应该遵循的原则。这种调度思想就是“急事急
办”，优先权高者为急。
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2.
① 系统吞吐量高：评价批处理系统整体性能的重要指
标。吞吐量是指单位时间内系统所完成的作业数。 作业调度算法对系统吞吐量有直接影响，选择确定 时应考虑这一准则。 ② 处理机利用率好：CPU的利用率是衡量大中型系统 性能的重要指标。 ③ 各类资源的平衡利用：选择适当调度算法，保证各 种资源的利用都处于忙碌状态。
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先来先服务（FCFS）调度算法效率举例
表注：周转时间=完成时间-到达时间；带权周转时间=周转时间/服务时间 这两个时间都是越小越好！
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2、短作业/进程（SJF/SPF）优先调度算法
① 适应范围：适应作业调度和进程调度。SJF/SPF算法以进入系统的 作业/进程所要求的CPU时间为标准，总选取估计计算时间最短的 作业/进程投入运行。 ② 算法特点：算法易于实现，效率不高；忽视长作业等待时间，会 出现饥饿现象；不考虑紧迫作业/进程的需求；长短时间人为估计， 不可靠，会出现以长乱短。 SPF算法类型：抢占或非抢占式。抢占式SPF调度算法在新进程进 入就绪队列时，将其运行时间与当前进程的剩余运行时间相比， 若更短时，可抢占CPU；非抢占式SPF算法允许当前运行进程先执 行直到释放CPU为止。可抢占SPF调度有时称为最短剩余时间优先 （shortest-remaining-time-first）调度。
第三章 处理机调度与死锁
3.1 处理机调度的基本概念 3.2 调度算法
3.3 实时调度
3.4 多处理机系统中的调度 3.5 产生死锁的原因和必要条件 3.6 预防死锁的方法 3.7 死锁的检测与解除
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3.1 处理机调度的基本概念 作业的状态及其转换 ① 批处理系统才有作业的概念，分时系统没有 作业的概念； ② 作业的状态分为：提交、后备、运行和完成
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4、进程调度方式

非抢占方式（Nonpreemptive）：在这种调度方式下， 一旦一个进程被选中运行，它就一直运行下去，直到它 运行结束并自愿放弃CPU，或者因等待某一事件而被阻 塞或终止时为止，才把CPU出让给其他进程，即得到 CPU的进程不管运行多长时间，都一直运行下去，不会 因为当前进程以外的原因而被迫让出CPU。
i 1 可把平均周转时间描述为： T Ti n i 1
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:
1 n Ti W n i 1 TSi
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② 响应时间快：分时系统性能的主要评价指标。响应 时间指用户从键盘键入一个命令开始，到系统首次 给出响应信息为止这段时间。 ③ 截止时间的保证：评价实时系统性能的重要指标。
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① ②
③
④
提交状态：作业在输入设备上并准备进入外存输入井前 的状态。用户作业通常包括：程序、数据和作业说明书 后备状态：由SPOOLing输入程序输入到外存输入井中， 为其建立作业控制块（JCB），并将JCB插入到后备作 业队列中的状态 运行状态：作业被作业调度程序选中，由外存输入井调 入到内存，为其分配了所需的资源并建立了进程，此时 作业就进入到运行状态。 完成状态：当作业正常结束或异常终止时，就进入完成 状态。由作业调度程序做收尾工作：撤销JCB、回收分 给该作业的系统资源等。