操作系统课程第3章处理机调度PPT课件
合集下载
《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。
第三章处理机调度 86页PPT文档
… … …
第三章 处理机调度与死锁
… 作 作 作 作业调度 进 进
… 业业业
321
程程 21
就绪队列
事件1出现 事件2出现
阻塞队列 1 阻塞队列 2
事件n出现
阻塞队列 n
CPU
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
时间片完
后备队列 批量作业
就绪队列
进程调度 CPU
交互型作业
FCFS和SPF调度算法的性能比较
进程名
A B C D 平均
就绪时间 0 5 10 15
要求服务时间 10 25 5 10
先来先服务 周转时间 10 30 30 35 26.25 （FCFS） 带权周转时间 1 1.2 6 3.5 2.925
短进程优先 周转时间 10 45 5 10 17.5 （SPF） 带权周转时间 1 1.8 1 1 1.2
（1）用一个执行时间图描述在下列算法时各自执行这些作业的情况： FCFS、RR（时间片＝1）和非抢占式优先级。
（2）对于上述每种算法，各个作业的周转时间是多少？平均周转时间 是多少？
（3）对于上述每种算法，各个作业的带权周转时间是多少？平均带权 周转时间是多少？
作业
A BCDE
到达时间
0
1
2
3
4
运行时间
2、短作业（进程）优先调度算法（SJ(P)F）
• 短作业优先SJF调度算法是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。
• 短进程SPF优先调度算法是从就绪队列中选出一估 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。
课件操作系统处理机调度.ppt
(2) 作业步(Job Step)。每个作业都必须经过若干个相对 独立，又相互关联的顺序加工步骤才能得到结果，把其中的每 一个加工步骤称为一个作业步，各作业步之间存在着相互联系， 上一个作业步的输出作为下一个作业步的输入。 一个典型的作业可分成三个作业步： ① “编译”作业步; ② “连结装配”作业步;
1．仅有进程调度的调度队列模型
（1）在分时系统中，仅仅设有进程调度。 （2）用户键入的命令和数据都直接送入内存。对于命令， 是由OS为之建立一个进程。 （3）系统可以把处于就绪状态的进程组织成栈、树或一个 无序链表。 例如：就绪进程组织成FIFO队列形式。每当OS创建一个 新进程时，便将它挂在就绪队列的末尾，然后按时间片轮转方 式运行。
2. 优先权的类型 1) 静态优先权是在创建进程时确定的，且在进程的整个 运行期间保持不变。一般地，优先权是利用某一范围内的 一个整数来表示的。
(1) 进程类型。 (2) (2) 进程对资源的需求。 (3) (3) 用户要求。 静态优先权法简单易行，系统开销小，但不够精确， 很可能出现优先权低的作业(进程)长期没有被调度的情况。 因此，仅在要求不高的系统中才使用静态优先权。
• 也称微观调度，从处理机资源分配的角度来 看，即占有CPU来运行。 • 处理机需要经常选择就绪进程或线程进入运 行状态。
• 低级调度的时间尺度通常是毫秒级的。由于 低级调度算法的频繁使用，要求在实现时做到 高效。
低级调度的主要功能
(1) 保存处理机的现场信息。
(2) 按某种算法选取进程。 如优先数算法、轮转法等，从就绪队列中选取一个进程， 把它的状态改为运行状态，并准备把处理机分配给它。 (3) 把处理器分配给进程。
图 3-4 FCFS和SJF调度算法的性能
操作系统课件os03处理机调度
• 决定就绪队列中的哪个进程应获得处理机 • 由分派程序执行把处理机分配给该进程的具体操作。 调度的对象 • 进程(或内核级线程) 在多道批处理、分时和实时三种类型的OS中，都必须配置 这级调度。
1 低级调度的功能
1. 保存处理机的现场信息。 • 处理机的现场信息进程控制块(PCB)
2. 按某种算法选取进程。 3. 把处理器分配给进程。
2 优先权的类型
静态优先权 • 在创建进程时确定的，且在进程的整个运行期间保持 不变
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的
确定静态进程优先权的依据
进程类型 • 系统进程(如接收进程、对换进程、磁盘I/O进程)的优 先权高于一般用户进程的优先权。
• 因而不能保证紧迫性作业(进程)会被及时处理。 无法精确知道一个作业的运行时间。
• 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。
3.3.2 高优先权优先调度算法
优先权调度算法的类型 • 非抢占式优先权算法 用于批处理系统中； 也可用于某些对实时性要求不严的实时系统中。 • 抢占式优先权调度算法 常用于要求比较严格的实时系统中 对性能要求较高的批处理和分时系统中。
16/5=3.2
3/2=1.5
9/4=2.25
平均周转时间=(4+8+16+3+9)/5=8 平均带权周转时间 =（1+2.67+3.2+1.5+2.25）/5=2.1
作业 情况
调度 算法
FCFS (a)
进程名 到达时间 服务时间 完成时间 周转时间
带权周转时间
完成时间
SJF
周转时间
1 低级调度的功能
1. 保存处理机的现场信息。 • 处理机的现场信息进程控制块(PCB)
2. 按某种算法选取进程。 3. 把处理器分配给进程。
2 优先权的类型
静态优先权 • 在创建进程时确定的，且在进程的整个运行期间保持 不变
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的
确定静态进程优先权的依据
进程类型 • 系统进程(如接收进程、对换进程、磁盘I/O进程)的优 先权高于一般用户进程的优先权。
• 因而不能保证紧迫性作业(进程)会被及时处理。 无法精确知道一个作业的运行时间。
• 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。
3.3.2 高优先权优先调度算法
优先权调度算法的类型 • 非抢占式优先权算法 用于批处理系统中； 也可用于某些对实时性要求不严的实时系统中。 • 抢占式优先权调度算法 常用于要求比较严格的实时系统中 对性能要求较高的批处理和分时系统中。
16/5=3.2
3/2=1.5
9/4=2.25
平均周转时间=(4+8+16+3+9)/5=8 平均带权周转时间 =（1+2.67+3.2+1.5+2.25）/5=2.1
作业 情况
调度 算法
FCFS (a)
进程名 到达时间 服务时间 完成时间 周转时间
带权周转时间
完成时间
SJF
周转时间
第3章处理机调度ppt课件
改进短作业(进程)优先调度算法,优先权用
下式动态计算出来
优先权=等待要时求间服+要务求时服间务时间
响应时间
要求=服务时间
上式可看出
等待时间相同要求服务的时间越短优先权越 高, 有利于短作业
要求服务时间相同,等待时间越长优先权越高, 近似于先来先服务
长作业的优先权会随等待时间加长而升高,长 作业也会得到执行
一. 高级调度(High Scheduling)
又称为作业调度接纳调度或长程调度, 用于批处理 系统, 确定将外存后备队列中哪些作业调入内存, 并为它 们创建进程。实时系统和分时系统的前台作业不需要作 业调度。每次作业调度时, 都必须做出两个决定:
1) 接纳多少个作业: 取决于多道程序度。
2) 接纳哪些作业(用什么调度算法):
当一个进程正在执行时，系统可以基于某 种策略剥夺CPU给其它进程。剥夺的原则有：
优先权原则、短进程优先原则、时间片原
3. 进程调度的时机
所谓进程调度的时机，是指什么情况下引 起进程调度程序工作。进程调度的时机是与进 程调度的方式有关的。进程调度的时机如下：
1) 正在执行的进程正确完成, 或由于某种错误而终 止运行(陷阱或中断) ；
进程(作业)平均周转时间〔周转时间、吞吐量） 设某进程创建时间为Si, 结束的时间为Ei 它的周转时间(全过程所用时间)为 Ti =Ei – Si 系统为它提供的实际服务时间为Tsi 则进程平均周转时间T,带权平均周转时间W为：
其中T，＝n1n为i=n被1T测i 定进程流中W的=n1进i=n1程TTsi数i
3.1.2. 调度队列模型
1. 仅有进程调度的调度队列模型 在分时系统中, 通常仅有进程调度, 采用FIFO算法。
操作系统之处理机调度课件
操作系统之处理机调度
轮转法调度只适合于可抢占式资源
时间片长的选取： 太长：？ 太短：？ g = R / Nmax
R ---系统对响应时间的要求 Nmax---就绪队列允许最大进程数 响应时间和服务时间成正比，在响应时间 上优于FCFS，对长作业不利
操作系统之处理机调度
• 多级反馈队列调度算法
1）系统中有多个进程就绪队列，每个就绪队列对应一个 调度级别，各级具有不同运行优先级，第一级最高。 2）各级队列有不同的时间片，优先级越高时间片越小。 3）各级队列均按先来先服务原则排序 4）调度方法：新进程进入后，被放入1级队列末尾；队列 中按先来先服务分配处理机；时间片用完还未完成，进入 下一级队列末尾；如果因输入输出或等待时间主动放弃处 理机的进程，离开就绪队列，待事件发生后返回同级队列 队尾。 5）当1级队列空后调度程序才去调度2级队列中的进程，3 级、4级。。。依次类推。 6）当比运行进程更高级别队列中到来一个新的进程时， 它将抢占处理机，被抢占进程回到原队列尾
操作系统之处理机调度
20
3
50
150
4
200
1300
5
500
20
6
700
100
操作系统之处理机调度
• 先来先服务
从就绪队列队首选择进程,新进程排在队尾 短作业在系统中的驻留平均时间与长作业 驻留平均时间相同,对短作业不利。
• 轮转法
将CPU的处理时间分成固定大小的时间片。 如果一个进程在被调度选中后用完了系统 规定的时间片，但未完成要求的任务，则 它自行释放自己所占有的CPU而排列在就绪 队列队尾。
1)静态表格驱动 对可能的调度条件和参数进行静态分析 结果作为实际调度结果
2)静态优先级驱动抢先式调度算法 先进行静态分析,但结果只作为任务的优先级
轮转法调度只适合于可抢占式资源
时间片长的选取： 太长：？ 太短：？ g = R / Nmax
R ---系统对响应时间的要求 Nmax---就绪队列允许最大进程数 响应时间和服务时间成正比，在响应时间 上优于FCFS，对长作业不利
操作系统之处理机调度
• 多级反馈队列调度算法
1）系统中有多个进程就绪队列，每个就绪队列对应一个 调度级别，各级具有不同运行优先级，第一级最高。 2）各级队列有不同的时间片，优先级越高时间片越小。 3）各级队列均按先来先服务原则排序 4）调度方法：新进程进入后，被放入1级队列末尾；队列 中按先来先服务分配处理机；时间片用完还未完成，进入 下一级队列末尾；如果因输入输出或等待时间主动放弃处 理机的进程，离开就绪队列，待事件发生后返回同级队列 队尾。 5）当1级队列空后调度程序才去调度2级队列中的进程，3 级、4级。。。依次类推。 6）当比运行进程更高级别队列中到来一个新的进程时， 它将抢占处理机，被抢占进程回到原队列尾
操作系统之处理机调度
20
3
50
150
4
200
1300
5
500
20
6
700
100
操作系统之处理机调度
• 先来先服务
从就绪队列队首选择进程,新进程排在队尾 短作业在系统中的驻留平均时间与长作业 驻留平均时间相同,对短作业不利。
• 轮转法
将CPU的处理时间分成固定大小的时间片。 如果一个进程在被调度选中后用完了系统 规定的时间片，但未完成要求的任务，则 它自行释放自己所占有的CPU而排列在就绪 队列队尾。
1)静态表格驱动 对可能的调度条件和参数进行静态分析 结果作为实际调度结果
2)静态优先级驱动抢先式调度算法 先进行静态分析,但结果只作为任务的优先级
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
返回目录
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
[整理]处理机调度-(3)课件PPT
![[整理]处理机调度-(3)课件PPT](https://img.taocdn.com/s3/m/3465ffc9ff00bed5b8f31d94.png)
思考：动态优先级怎么确定？
◆ 时间片轮转法：有简单时间片轮转、可变时间
片轮转、多队列轮转法。
时间片的大小确定： ① 系统对响应时间的要求； ② 就绪队列中进程的数目；（分时系统终端的数目） ③ 系统处理能力：保证用户键入的常用命令能够在一个时
间片内完成
◆多级反馈队列调度
就绪进程的种类：
❖ 刚创建的进程；
3.3 死锁的预防和解除
解决死锁的方法：
➢ 鸵鸟政策：不采取任何措施，出现死锁后再解除。如 UNIX。
➢ 假如系统中不允许死锁发生，通常有两种解决办法：
静态解决办法: 系统事先采取措施，对进程申请资源的要 求加以限制，即预防死锁。
动态解决办法:在进程运行过程中提出资源申请时，系统加 以检测，决定是否分配资源，即避免死锁。
❖ 已经被调度执行过，但还没有执行完，等待下一次调度；
❖ 因请求I/O而阻塞，当等待原因解除被唤醒进入就绪队列。
设置多个就绪队列，第一级队列的优先级最高，但占用的 时间片最短，各级队列依次优先级递减，占用时间片递增。
执行进程调度时，刚进入就绪队列的进程先加入第一 级队列，获得一个时间片，如时间片到而没有完成，则将 该进程加入下一级。
W
1 n
n i1
Ti TSi
◆先来先服务（FCFS）：按进程进入就绪队列的 先后来调度。
特点：有利于长作业，不利于短作业；
有利于CPU繁忙型，不利于I/O繁忙型；
◆短作业（进程）优先算法—SJ(P)F:每次调度 时，从就绪队列中找出下一个估计CPU执行期 最短的作业（进程）优先调度；
特点：不利于长作业，有利于短作业；
➢ 假如系统中允许发生死锁，则需检测死锁是否发生，并在 死锁发生时加以解除。
◆ 时间片轮转法：有简单时间片轮转、可变时间
片轮转、多队列轮转法。
时间片的大小确定： ① 系统对响应时间的要求； ② 就绪队列中进程的数目；（分时系统终端的数目） ③ 系统处理能力：保证用户键入的常用命令能够在一个时
间片内完成
◆多级反馈队列调度
就绪进程的种类：
❖ 刚创建的进程；
3.3 死锁的预防和解除
解决死锁的方法：
➢ 鸵鸟政策：不采取任何措施，出现死锁后再解除。如 UNIX。
➢ 假如系统中不允许死锁发生，通常有两种解决办法：
静态解决办法: 系统事先采取措施，对进程申请资源的要 求加以限制，即预防死锁。
动态解决办法:在进程运行过程中提出资源申请时，系统加 以检测，决定是否分配资源，即避免死锁。
❖ 已经被调度执行过，但还没有执行完，等待下一次调度；
❖ 因请求I/O而阻塞，当等待原因解除被唤醒进入就绪队列。
设置多个就绪队列，第一级队列的优先级最高，但占用的 时间片最短，各级队列依次优先级递减，占用时间片递增。
执行进程调度时，刚进入就绪队列的进程先加入第一 级队列，获得一个时间片，如时间片到而没有完成，则将 该进程加入下一级。
W
1 n
n i1
Ti TSi
◆先来先服务（FCFS）：按进程进入就绪队列的 先后来调度。
特点：有利于长作业，不利于短作业；
有利于CPU繁忙型，不利于I/O繁忙型；
◆短作业（进程）优先算法—SJ(P)F:每次调度 时，从就绪队列中找出下一个估计CPU执行期 最短的作业（进程）优先调度；
特点：不利于长作业，有利于短作业；
➢ 假如系统中允许发生死锁，则需检测死锁是否发生，并在 死锁发生时加以解除。
操作系统课程第3章处理机调度ppt课件
A、后备
B、阻塞
C、执行
D、完成
2024/7/3
Page 17
为了规范事业单位聘用关系，建立和 完善适 应社会 主义市 场经济 体制的 事业单 位工作 人员聘 用制度 ，保障 用人单 位和职 工的合 法权益
3.1处理机调度的基本概念
高级、中级和低级调度
进程调度的任务
确定算法的原则 进程调度方式 调度队列模型 选择调度方式和调度算法的若干准则
缺点：紧急任务不 能及时响应；短进 程到达要等待长进
程运行结束
2024/7/3
Page 24
为了规范事业单位聘用关系，建立和 完善适 应社会 主义市 场经济 体制的 事业单 位工作 人员聘 用制度 ，保障 用人单 位和职 工的合 法权益
进程调度方式
抢占方式
抢占式调度主要有以下原则 ✓ 优先权原则 允许高优先权的新到进程抢 占当前进程的处理机 ✓ 短 的新作到业进(进程程抢)优占优求先当点严原前格：则的适进允实于程时时许的系间执处统要行理时机间短 ✓ 时间片原则 时缺间点片：用调完度后算停法复止执行，重 新进行调度，适杂用，于系分统时开系销统大
回该作业所占用的全部资源， 撤消与该作业相关的全部进程 和该作业的JCB。
2024/7/3
Page 11
为了规范事业单位聘用关系，建立和 完善适 应社会 主义市 场经济 体制的 事业单 位工作 人员聘 用制度 ，保障 用人单 位和职 工的合 法权益
周转时间：从作业被提交给系统开始，到作业完成为 止高的级这、段中时级间和间低隔级。调度
2024/7/3
Page 4
作业调度
作业是用户在一次解题或一个事务处理过程 中要求计算机系统所做工作的集合，包括用 户程序、所需的数据及命令等
处理机调度与死锁PPT课件
2021/4/17
第三章 处理机调度与死锁
8
作业说明书
▪ 作业说明书包括作业基本情况、作业控制、作业资源要求的描 述；它体现用户的控制意图。如：预计运行时间、要求的资源 情况、执行优先级等。
–作业基本情况描述：用户名、作业名、编程语言、最大处 理时间等；
–作业控制描述：作业控制方式、作业步的操作顺序、作业 执行出错处理等；
30
进程调度的功能
1、记录系统中所有进程的执行情况
作为进程调度的准备，进程管理模块必须将系统中各进程的 执行情况和状态特征记录在各进程的PCB表中。并且将各进程 的PCB表排成相应的队列并进行动态队列转接。
2、选择占有处理机的进程
进程调度的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。
即
Ti Twi Tri
-带权周转时间 Wi Ti /Tri
平均带权周转时间：
W
1 n
n i 1
Wi
2021/4/17
第三章 处理机调度与死锁
26
中级调度
又称中程调度(Medium-Term Scheduling)、交换调 度。
引入中级调度的目的是为了提高内存的利用率和系 统吞吐量。 将目前不在运行态的进程，包括其数据，从内存交 换到外存（此时进程的状态为挂起状态），将新进 程的代码、数据、栈等交换入内存。
2021/4/17
第三章 处理机调度与死锁
19
作业调度功能
1: 记录系统中各作业的状况 2：按某种算法从后备队列中挑选一个或一批作 业调入内存，让它们投入执行。 3：为被选中作业做好执行前的准备工作。 4：在作业执行结束时做善后处理工作
2021/4/17
HYZ-OS-2013-处理机调度PPT课件
指标： 1. 效率（吞吐量、资源利用率等） 2. 方便用户（响应时间、周转时间） 3. 公平性（长/短进程、CPU、I/O繁忙型）
2020/11/23 33
3.4 调度算法（资源分配算法）
3.4.1 先来先服务调度算法 3.4.2 短作业（进程）优先调度算法 3.4.3 高优先权优先调度算法 3.4.4 高响应比优先调度算法 3.4.5 时间片轮转调度算法 3.4.6 多级队列调度算法 3.4.7 多级反馈队列调度算法
时间片轮转调度算法举例分析待续
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17
t
A
A
A
A
B
B
B
C
C
C
C
q=1
D
D
E
E
E
E
A
B
q=4
C D
E
2020/11/23 30
时间片轮转调度算法分析待续
q=1
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17
D E 平均 34 24 14 18 11 14 9 5.5 3.5 2.8 6 13 398 1.5 2.25 2.1
2020/11/23 21
短作业(进程)优先调度算法SJ(P)F
基本思想
➢ 短作业优先调度算法 ➢ 短进程优先调度算法
算法特点
➢ 能有效降低作业（进程）平均等待时间和 提高系统吞吐量
优先权（响应比RP）
➢ （等待时间+要求服务时间）/要求服务时间
算法特点
➢ 短作业与先后次序的兼顾，且不会使长作业 长期得不到服务
➢ 响应比计算系统开销
2020/11/23 33
3.4 调度算法（资源分配算法）
3.4.1 先来先服务调度算法 3.4.2 短作业（进程）优先调度算法 3.4.3 高优先权优先调度算法 3.4.4 高响应比优先调度算法 3.4.5 时间片轮转调度算法 3.4.6 多级队列调度算法 3.4.7 多级反馈队列调度算法
时间片轮转调度算法举例分析待续
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17
t
A
A
A
A
B
B
B
C
C
C
C
q=1
D
D
E
E
E
E
A
B
q=4
C D
E
2020/11/23 30
时间片轮转调度算法分析待续
q=1
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17
D E 平均 34 24 14 18 11 14 9 5.5 3.5 2.8 6 13 398 1.5 2.25 2.1
2020/11/23 21
短作业(进程)优先调度算法SJ(P)F
基本思想
➢ 短作业优先调度算法 ➢ 短进程优先调度算法
算法特点
➢ 能有效降低作业（进程）平均等待时间和 提高系统吞吐量
优先权（响应比RP）
➢ （等待时间+要求服务时间）/要求服务时间
算法特点
➢ 短作业与先后次序的兼顾，且不会使长作业 长期得不到服务
➢ 响应比计算系统开销
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
(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， 如输出必要的信息， 收
回该作业所占用的全部资源， 撤消与该作业相关的全部进程 和该作业的JCB。
终止 作业
图3-1 作业的基本状态
24.11.2020
Page 7
提交状态
后备状态
运行状态
数据
数据
…
输
作
源程序
入
业
作业说 明书
程
调
序
度
输
输入设备
入
井
作业控制进程
运行
进程 调度
就绪
等待
退出状态
输 出 程 序
输
出
输出设备
井
24.11.2020
Page 8
作Байду номын сангаас状态
（1） 提交状态——即用户向系统提交一个作业时， 该 作业所处的状态。
A、后备
B、阻塞
C、执行
D、完成
24.11.2020
Page 18
3.1处理机调度的基本概念
高级、中级和低级调度
进程调度的任务
确定算法的原则 进程调度方式 调度队列模型 选择调度方式和调度算法的若干准则
24.11.2020
Page 19
3.1.2 进程调度的任务
进程调度的任务 是控制、协调进程对CPU的竞争,即按一定的
进程调度的任务 确定算法的原则 进程调度方式 调度队列模型 选择调度方式和调度算法的若干准则
24.11.2020
Page 3
3.1 处理机调度的基本概念
3.1.1 操作系统调度级别
1. 高级调度 2. 低级调度 3. 中级调度
24.11.2020
Page 4
3.1.1 高级、中级和低级调度
作业调度
作业控制块（JCB）
在多道批处理系统中通常有上百个作业被收 容在输入井（磁盘）中。 为了管理和调度作 业， 系统为每个作业设置了一个作业控制块 （JCB）， 它记录该作业的有关信息。 JCB的 主要内容如图3-2所示。
图3-2 作业控制块
作业调度的功能
作业调度的主要任务是完成作业从后备状态到执行状态和从执行 状态到完成状态的转换。
1.高级调度
又称作业调度
❖主要任务是按一定的原则对外存上处于后备 状态的作业进行选择，给选中的作业分配内 存、输入/输出设备等必要的资源，并建立相 应的进程，插入就绪队列，以使该作业的进 程获得竞争处理机的权利
24.11.2020
Page 5
作业调度
作业是用户在一次解题或一个事务处理过程 中要求计算机系统所做工作的集合，包括用 户程序、所需的数据及命令等
（2） 后备状态——即用户作业经输入设备（如读卡机） 送入输入井（磁盘）中存放， 等待进入内存时所处的 状况。
（3） 执行状态——即作业分配到所需的资源， 被调入 内存， 并且在处理机（CPU）上执行相应的程序时所 处的状况。
（4） 完成状态——即作业完成了计算任务， 结果由打 印机输出， 最后由系统回收分配给它的全部资源， 准 备退出系统时的作业状况。
调度算法从就绪队列中选中一个进程，把CPU的 使用权交给被选中的进程
24.11.2020
Page 20
处理机调度的基本概念
高级、中级和低级调度 进程调度的任务
确定算法的原则
进程调度方式 调度队列模型 选择调度方式和调度算法的若干准则
24.11.2020
Page 21
3.1.3 确定算法的原则
进程3 进程2 进程1
24.11.2020
阻塞队列 内存
Page 14
3.1.1 高级、中级和低级调度
3.低级调度
进程调度
❖ 主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，将处理机 分配给它
❖ 常见的低级调度有非抢占式和抢占式 两种
24.11.2020
Page 15
处理机调度的层次
24.11.2020
作业状态 : 作业从提交给系统， 直到完成任 务后退出系统前， 在整个活动过程中它会处 于不同的状态。 通常， 作业状态分为四种 ： 提交、 后备、 执行和完成， 如图3-1所 示。
作业调度
作业状态间转换
后备状态
作业 提交
作业 调度
运行状态
阻塞
I/O完成 I/O请求
就绪 时间片完 执行
完成状态
进程 调度
24.11.2020
Page 1
第三章 处理机调度与死锁
处理机调度的基本概念
❖处理机调度的目标
充分有效地利用处理机（CPU）资源 调度算法 实时调度 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
24.11.2020
Page 2
3.1 处理机调度的基本概念
操作系统调度级别
24.11.2020
Page 13
3.1.1 高级、中级和低级调度
2.中级调度
❖ 目的：是为了提高内存利用率和系统吞吐量。
功能：
－暂时不能运行的进程挂起，释放宝贵的内存资源。 －具备条件时：把外存上的就绪进程，重新调入内存，挂在就绪队
列上等待进程调度。
作业4 作业3 作业2 作业1
阻塞进程队列 外存
Page 16
作业调度又称为[1]，它决定将那些在外存储器上的处于[2]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[3]，由[3]将它们变为一个或一组 [4]。
[1]( )：A、高级调度 B、低级调度
C、中级调度 D、进城调度
[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
24.11.2020
Page 17
处于后备状态的作业存放在（ ）中。
A、外存
B、内存
C、A和B D、扩展内存
在操作系统中，作业处于（ ）状态时，已处于进 程的管理之下。
周转时间：从作业被提交给系统开始，到作业完成为 止高的级这、段中时级间和间低隔级。调度
吞吐在量每：次是作指业在调单度位时时间，内须系决统定所：完成的作业数。 ❖ 接纳多少个作业 即允许多少个作业同时在内存中运行 ➢ 作业太多 服务质量下降 →周转时间太长 ➢ 作业太少 资源利用率低 →系适统当吞的吐折量衷太低 ❖ 接纳哪些作业 ➢ 取决于作业调度算法 先来先服务 短作业优先 作业优先权调度 响应比调度
具有公平性 资源利用率高（特别是CPU利用率） 在交互式系统情况下要追求响应时间 （越短越好） 在批处理系统情况下要追求系统吞吐量
回该作业所占用的全部资源， 撤消与该作业相关的全部进程 和该作业的JCB。
终止 作业
图3-1 作业的基本状态
24.11.2020
Page 7
提交状态
后备状态
运行状态
数据
数据
…
输
作
源程序
入
业
作业说 明书
程
调
序
度
输
输入设备
入
井
作业控制进程
运行
进程 调度
就绪
等待
退出状态
输 出 程 序
输
出
输出设备
井
24.11.2020
Page 8
作Байду номын сангаас状态
（1） 提交状态——即用户向系统提交一个作业时， 该 作业所处的状态。
A、后备
B、阻塞
C、执行
D、完成
24.11.2020
Page 18
3.1处理机调度的基本概念
高级、中级和低级调度
进程调度的任务
确定算法的原则 进程调度方式 调度队列模型 选择调度方式和调度算法的若干准则
24.11.2020
Page 19
3.1.2 进程调度的任务
进程调度的任务 是控制、协调进程对CPU的竞争,即按一定的
进程调度的任务 确定算法的原则 进程调度方式 调度队列模型 选择调度方式和调度算法的若干准则
24.11.2020
Page 3
3.1 处理机调度的基本概念
3.1.1 操作系统调度级别
1. 高级调度 2. 低级调度 3. 中级调度
24.11.2020
Page 4
3.1.1 高级、中级和低级调度
作业调度
作业控制块（JCB）
在多道批处理系统中通常有上百个作业被收 容在输入井（磁盘）中。 为了管理和调度作 业， 系统为每个作业设置了一个作业控制块 （JCB）， 它记录该作业的有关信息。 JCB的 主要内容如图3-2所示。
图3-2 作业控制块
作业调度的功能
作业调度的主要任务是完成作业从后备状态到执行状态和从执行 状态到完成状态的转换。
1.高级调度
又称作业调度
❖主要任务是按一定的原则对外存上处于后备 状态的作业进行选择，给选中的作业分配内 存、输入/输出设备等必要的资源，并建立相 应的进程，插入就绪队列，以使该作业的进 程获得竞争处理机的权利
24.11.2020
Page 5
作业调度
作业是用户在一次解题或一个事务处理过程 中要求计算机系统所做工作的集合，包括用 户程序、所需的数据及命令等
（2） 后备状态——即用户作业经输入设备（如读卡机） 送入输入井（磁盘）中存放， 等待进入内存时所处的 状况。
（3） 执行状态——即作业分配到所需的资源， 被调入 内存， 并且在处理机（CPU）上执行相应的程序时所 处的状况。
（4） 完成状态——即作业完成了计算任务， 结果由打 印机输出， 最后由系统回收分配给它的全部资源， 准 备退出系统时的作业状况。
调度算法从就绪队列中选中一个进程，把CPU的 使用权交给被选中的进程
24.11.2020
Page 20
处理机调度的基本概念
高级、中级和低级调度 进程调度的任务
确定算法的原则
进程调度方式 调度队列模型 选择调度方式和调度算法的若干准则
24.11.2020
Page 21
3.1.3 确定算法的原则
进程3 进程2 进程1
24.11.2020
阻塞队列 内存
Page 14
3.1.1 高级、中级和低级调度
3.低级调度
进程调度
❖ 主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，将处理机 分配给它
❖ 常见的低级调度有非抢占式和抢占式 两种
24.11.2020
Page 15
处理机调度的层次
24.11.2020
作业状态 : 作业从提交给系统， 直到完成任 务后退出系统前， 在整个活动过程中它会处 于不同的状态。 通常， 作业状态分为四种 ： 提交、 后备、 执行和完成， 如图3-1所 示。
作业调度
作业状态间转换
后备状态
作业 提交
作业 调度
运行状态
阻塞
I/O完成 I/O请求
就绪 时间片完 执行
完成状态
进程 调度
24.11.2020
Page 1
第三章 处理机调度与死锁
处理机调度的基本概念
❖处理机调度的目标
充分有效地利用处理机（CPU）资源 调度算法 实时调度 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
24.11.2020
Page 2
3.1 处理机调度的基本概念
操作系统调度级别
24.11.2020
Page 13
3.1.1 高级、中级和低级调度
2.中级调度
❖ 目的：是为了提高内存利用率和系统吞吐量。
功能：
－暂时不能运行的进程挂起，释放宝贵的内存资源。 －具备条件时：把外存上的就绪进程，重新调入内存，挂在就绪队
列上等待进程调度。
作业4 作业3 作业2 作业1
阻塞进程队列 外存
Page 16
作业调度又称为[1]，它决定将那些在外存储器上的处于[2]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[3]，由[3]将它们变为一个或一组 [4]。
[1]( )：A、高级调度 B、低级调度
C、中级调度 D、进城调度
[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
24.11.2020
Page 17
处于后备状态的作业存放在（ ）中。
A、外存
B、内存
C、A和B D、扩展内存
在操作系统中，作业处于（ ）状态时，已处于进 程的管理之下。
周转时间：从作业被提交给系统开始，到作业完成为 止高的级这、段中时级间和间低隔级。调度
吞吐在量每：次是作指业在调单度位时时间，内须系决统定所：完成的作业数。 ❖ 接纳多少个作业 即允许多少个作业同时在内存中运行 ➢ 作业太多 服务质量下降 →周转时间太长 ➢ 作业太少 资源利用率低 →系适统当吞的吐折量衷太低 ❖ 接纳哪些作业 ➢ 取决于作业调度算法 先来先服务 短作业优先 作业优先权调度 响应比调度
具有公平性 资源利用率高（特别是CPU利用率） 在交互式系统情况下要追求响应时间 （越短越好） 在批处理系统情况下要追求系统吞吐量