计算机操作系统_第三章_处理机调度与死锁资料
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(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
第三章 处理机调度与死锁习题及答案 新
第三章处理机调度与死锁一．选择题1．下列算法中，操作系统用于作业调度的算法是。
A．先来先服务算法B．先进先出算法C．最先适应算法D．时间片轮转算法2．在批处理系统中，周转时间是指。
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3．在作业调度中，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．短作业优先C．响应比高优先D．优先级4．下列算法中，用于进程调度的算法是。
A．最先适应B．最高响应比优先C．均衡资源调度D．优先数调度5．两个进程争夺同一个资源。
A．一定死锁B．不一定死锁C．只要互斥就不会死锁D．以上说法都不对6．下列各项中，不是进程调度时机的是。
A．现运行的进程正常结束或异常结束B．现运行的进程从运行态进入就绪态C．现运行的进程从运行态进入等待态D．有一进程从等待态进入就绪态7．进程调度算法有多种，不是进程调度算法。
A．先来先服务调度算法B．最短查找时间优先调度算法C．静态优先数调度算法D．时间片轮转调度算法8．作业调度程序从状态的队列中选取适当的作业投入运行。
A．就绪B．提交C．等待D．后备9．在实时操作系统中，经常采用调度算法来分配处理器。
A.先来先服务B.时间片轮转C.最高优先级D.可抢占的优先级10．采用时间片轮转调度算法主要是为了。
A．多个终端都能得到系统的及时响应B．先来先服务C．优先权高的进程及时得到调度D．需要CPU时间最短的进程先做11．下面关于优先权大小的论述中，不正确的论述是。
A．计算型作业的优先权，应低于I/O型作业的优先权B．系统进程的优先权应高于用户进程的优先权C．资源要求多的作业，其优先权应高于资源要求少的作业D．在动态优先权时，随着进程运行时间的增加，其优先权降低12．产生死锁的原因是有关。
A．与多个进程竞争CPUB．与多个进程释放资源C．仅由于并发进程的执行速度不当D．除资源分配策略不当外，也与并发进程执行速度不当13．有关产生死锁的叙述中，正确的是。
计算机操作系统 第四版 汤小丹 梁红兵 哲凤屏_第3章(20162017)
3.3.1 进程调度的任务、机制和方式
2. 进程调度机制
(2) 分派器。从就绪队列中取出由进程调度程序所选定的进 程，然后进行从分派器到新选出进程间的上下文切换，将 处理机分配给该进程。 (3) 上下文切换机制。两对上下文切换：①操作系统将保 存当前进程的上下文，而装入分派程序的上下文，以便分 派程序运行；②移出分派程序的上下文，而把新选进程的 CPU现场信息装入到处理机的各个相应寄存器中。
3.2.4 优先级调度算法和高响应比优先调度算法
1. 优先级调度算法(priority-scheduling algorithm, PSA)
PSA基于作业的紧迫程度，由外部赋予作业相应 的优先级，调度算法根据该优先级进行调度。PSA 可作为作业调度算法，也可作为进程调度算法。
3.2.4 优先级调度算法和高响应比优先调度算法 2. 高响应比优先调度算法(Higher Response Ratio Next, HRRN)
功能是根据算法，决定就绪队列中的哪个进程应获得 处理机，并由分派程序将处理机分配给被选中的进程。
3. 中级调度(Intermediate Scheduling) 又称内存调度。主要目的是为了提高内存利用率和系 统吞吐量。将那些暂时不能运行的进程调至外存上去等 待，称为就绪驻外存状态或挂起状态；把外存上的又具 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。
3.1.2 处理机调度算法的目标
4. 实时系统的目标 (1) 截止时间的保证
截止时间：某任务必须开始执行的最迟时间，或必须 完成的最迟时间。调度算法必须保证实时任务对截止时 间的要求。
(2) 可预测性
3.2 作业和作业调度
3.2.1 批处理系统中的作业
第三章处理机调度与死锁(2)
第三章处理机调度与死锁(2)考点一调度的基本概念和基本准则一、单选题1.假设就绪队列中有10个进程，系统将时间片设为200ms，cpu进行进程切换要花费10ms。
则系统开销所占的比率约为（）。
a．1%b.5%c.10%d.20%2.以下过程描述不正确（）。
a.进程申请cpu得不到满足时，其状态变为就绪状态b.在单cup系统中，任一时刻有一个进程处于运行状态c.优先级是进行进程调度的重要证据，一旦确定不能改变d.进程获得处理机而运行的是通过调度实现的二、综合应用题1.分析三种调度形式的差异：短期调度、中期调度和长期调度。
2.流程安排的原因是什么？3.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？4.选择调度方式和调度算法时，应遵循的准则是什么？5.下列问题应由哪一些调度程序负责？（1）时间片中断发生后，决定将处理器分配给哪个就绪进程？（2）在短期重载情况下，应暂停哪个流程？（3）一个作业运行结束后，从后备作业队列中选具备能够装入内存的作业。
6.CPU调度算法决定进程执行的顺序。
如果需要调度n个进程，有多少种可能的调度算法序列？7.有些系统如ms-dos没有提供并发处理手段。
引入并发处理会导致操作系统设计的复杂性。
试分析引入并发处理后导致的操作系统设计的三个主要的复杂性。
8.解释抢占式调度和非抢占式调度的区别。
为什么计算中心不适合采用非抢占式调度？考点二典型调度算法一、单选题1.以下哪一种说法对剥夺式系统来讲结论正确（）。
a、如果系统使用轮换方法来调度流程，则系统使用剥夺调度。
b.若现行进程要等待某一事件时引起调度，则该系统是剥夺式调度。
c.实时系统通常采用剥夺式调度。
d、在剥夺系统中，与非剥夺系统相比，该过程的周转时间是可预测的。
2.同时考虑作业等待时间和执行时间的调度算法为（）。
a、更高优先级B.结束作业优先级C.优先级调度D.先到先得3.在关于作业优先级大小的讨论中，正确的讨论是（）。
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J CB？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。
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
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。
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。
(完整版)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。
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
第三章 处理机调度与死锁习题及答案 新解析
第三章处理机调度与死锁一．选择题1．下列算法中，操作系统用于作业调度的算法是。
A．先来先服务算法B．先进先出算法C．最先适应算法D．时间片轮转算法2．在批处理系统中，周转时间是指。
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3．在作业调度中，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．短作业优先C．响应比高优先D．优先级4．下列算法中，用于进程调度的算法是。
A．最先适应B．最高响应比优先C．均衡资源调度D．优先数调度5．两个进程争夺同一个资源。
A．一定死锁B．不一定死锁C．只要互斥就不会死锁D．以上说法都不对6．下列各项中，不是进程调度时机的是。
A．现运行的进程正常结束或异常结束B．现运行的进程从运行态进入就绪态C．现运行的进程从运行态进入等待态D．有一进程从等待态进入就绪态7．进程调度算法有多种，不是进程调度算法。
A．先来先服务调度算法B．最短查找时间优先调度算法C．静态优先数调度算法D．时间片轮转调度算法8．作业调度程序从状态的队列中选取适当的作业投入运行。
A．就绪B．提交C．等待D．后备9．在实时操作系统中，经常采用调度算法来分配处理器。
A.先来先服务B.时间片轮转C.最高优先级D.可抢占的优先级10．采用时间片轮转调度算法主要是为了。
A．多个终端都能得到系统的及时响应B．先来先服务C．优先权高的进程及时得到调度D．需要CPU时间最短的进程先做11．下面关于优先权大小的论述中，不正确的论述是。
A．计算型作业的优先权，应低于I/O型作业的优先权B．系统进程的优先权应高于用户进程的优先权C．资源要求多的作业，其优先权应高于资源要求少的作业D．在动态优先权时，随着进程运行时间的增加，其优先权降低12．产生死锁的原因是有关。
A．与多个进程竞争CPUB．与多个进程释放资源C．仅由于并发进程的执行速度不当D．除资源分配策略不当外，也与并发进程执行速度不当13．有关产生死锁的叙述中，正确的是。
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
计算机操作系统汤子瀛版
当新到达的作业（进程）比正在执行的作业（进程） 明显地短时，将剥夺长作业（进程）的执行，将处理 机分配给作业（进程），使之优先执行。
第一节 调度的类型和模型
3、中级调度 又称中程调度
(1)引入中级调度的目的
是为了提高内存的利用率和系统吐量。
(2)定义
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。 当这些进程重又举备运行条件，且内存又稍有 空闲时，由中级调度决定，将外存上的那些重 又具备运动条件的就绪进程重新调入内存，并 修改其状态为就绪态，挂在就绪队列上，等待 进程调度。
重要准则。
①定义
截止时间：指某任务必须开始执行的最迟时间，或必须完成的最 迟时间，对于严格的实时系统，其调度方式和调度算法必须保证 这点。否则将可能引起难以预料的后果。
（4）优先权准则 让紧急的作业，得到及时的处理。
第二节 调度算法
• 调度算法是指：根据系统的资源分配策 略所规定的资源分配算法，对于不同的 系统和系统目标，通常采用不同的调度 算法。
2)具有高低级调度的调度队列模型
图 3-2 具有高、低两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
当在OS中引入中级调度后，可把就绪态 分为内存就绪状态、外存就绪状态。可 把阻塞状态进一步分成内存阻塞和外存 阻塞两种状态。在调出操作的情况下， 可使内存就绪转变为外存就绪、内存阻 塞转变为外存阻塞；在中级调度的作用 下，外存就绪转变为内存就绪。
这种调度方式的优点是实现简单、系统开销小，适用大 于多数的批处理系统环境。但它难于满足紧急任务的 要求。
(2)抢占方式（Preemptive Mode） 这种调度方式，允许调度程序根据某种原则，去停止 某个正在执行的进程，将已分配给该进程的处理机， 重新分陪另一进程。
操作系统习题3
处理机调度的基本概念
调度队列模型 仅有进程调度的调度队列模型
分时系统
就绪队列为FIFO
处理机调度的基本概念
调度队列模型 具有高级和低级调度的调度队列模型
作业 调度 进程 调度 后 备 队 列 就 绪 队 列 C PU 进程 完成 时间 片完
等待 事件 1 事 件1出 现
等待 事件 2 事 件2出 现
调度算法
先来先服务(FCFS) 既可用于作业调度，也可用于进程调度 其中短作业C的带权周转时间竞高达100，这是 算法描述 不能容忍的；而长作业D的带权周转时间仅为1.99。 有利于长作业（进程），不利 于短作业（进程） 据此可知：FCFS调度算法有利于CPU繁忙型的作业， 进程名 到达时 服务时 开始执 完成时 周转时 带权周 而不利于I/O繁忙型的作业进程。 间 间 间 行时间 间 转时间
带权周转时间
1
2
2
5.5
3.5
2.8
调度算法
短作业（进程）优先(SJF) • 既可用于作业调度，也可用于进程调度 • 算法描述 • 有效降低作业平均等待时间，提高系统吞吐 量。 .例题： 1#—4#任务几乎同时到达的，并先后就 绪，估计运行时间分别为2、8、4、6秒，分 析调度过程和性能
调度算法
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 死锁的检测与解锁
实时调度
实时调度所具备的基本条件 必要的基本信息
• • • • • 就绪时间 开始截止时间和完成截止时间 处理时间 资源要求 优先级
系统处理能力强
• 若不够强，某些实时任务得不到及时处理，导致难以预料的后 果
计算机操作系统 第三版 第三章处理机调度
周转时间 （分钟） 65 20 20 20 125
带权周转时间 2.167 1 4 2 9.167
调度算法应用举例
最短作业优先算法执行分析过程
10：00，JOB1进入，只有一作业，JOB1被调入执行， 10：05，JOB2到达，最多允许两作业同时进入，所以 JOB2也被调入 内存中有两作间长短调整执行次序
多级反馈队列
调度算法应用举例
在两道环境下有四个作业, 已知它们进入系统的时 间、估计运行时间, 系统采用短作业优先作业调度 算法，作业被调度运行后不再退出内存, 当一新作 业投入运行后，可按照作业运行时间长短调整作业 执行的次序（可抢占式调度占用CPU） 请给出这四个作业的执行时间序列，并计算出平均 周转时间及带权平均周转时间
2.低级(Short-term)调度——进程调度
进程调度决定就绪队列中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。进程 调度是最基本的调度，任何操作系统都有进程调度。
低级调度：最基本。各类0S必须具有的 功能。 中级调度：较完善的OS中，引入其来改 善内存的利用率和提高作业的吞吐量。 高级调度：批处理OS必须配置，纯粹的 分时或实时OS中，通常无须配置。
说明
前两种算法主要用于宏观调度，说明怎样选择一 个进程或作业开始运行，开始运行后的作法都相 同，即运行到结束或阻塞，阻塞结束时等待当前 进程放弃CPU
本算法主要用于微观调度，说明怎样并发运行， 即切换的方式；设计目标是提高资源利用率 其基本思路是通过时间片轮转，提高进程并发性 和响应时间特性，从而提高资源利用率
第3级：进程调度、
交换调度
完成 状态
微观调度、低级调度
选取一个处于就 绪状态的进程占 用处理机，之后， 进行上下文切换 以便建立与占用 处理机进程相适 应的执行环境。
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1. 进程调度功能
（1）记录系统中所有进程的执行情况 （2）选择占有处理机的进程(选择算法)
（3）进行进程上下文切换
—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、机器寄存器的值等相关 程序、数据。当正在执行的进程让出处理机时，系 统要做进程上下文切换，以使另一个进程得以执行。
第三章 处理机调度与死锁
本章内容
处理机调度 常用调度算法介绍 死锁与预防死锁的方法 本章讨论处理器资源的管理问题。
处理器调度问题决定着整个系统的综合性能。 不同的CPU管理方法将为用户提供不同性能的操 作系统。
3.1 处理机调度的层次
从处理器调度的对象、时间、层次等不同角度， 可把处理器调度分成不同类型。 按照调度涉及的层次不同，从用户作业从进入 系统成为后备作业开始，直到运行结束退出系统 为止，可把处理器调度分成： 高级调度 中级调度 低级调度
不同类型及目标的操作系统，其采用的调度方 式与调度算法通常不同。 1．面向用户的准则 2．面向系统的准则
1．面向用户的准则
（1）周转时间短 周转时间：作业提交计算机开始到完成返回用 户为止的时间间隔。 （2）响应时间快
响应时间：从提交一个请求到首次产生响应的 时间间隔。或者说，用户发送指令给计算机到计 算机返回结果给用户的时间间隔。
完全可抢先或内核完全可抢先
无论当前进程处于用户态还是核心态，都可以 随时可被抢用CPU。如：SUN Solaris（最成 功的UNIX商业变种之一）。 为做到完全可抢先，Solaris对SVR4的核心代 码做了全面修改，大部分的内核全局数据结构都 用正确的同步对象如互斥 锁或信号量来保护， 并通过特殊内核线程实现中断来避免用提高优先 级的方法保护临界区。Solaris内核中只有极少 的不可抢先代码段。
2.进程调试中的三个基本机制
排队器：负责组织各进程队列 分派器：将选中的进程从就绪队列中取出，分配 处理机 上下文切换机制 两对上下文切换：
保存当前进程上下文，装入分派程序上下文 移出分派程序上下文，装入新选进程现场信息
3. 进程调度方式
1）非抢占方式
进程一旦获得处理机后便一起执行下去，直至该进程 完成或发生某事件被阻塞时，才把处理机分配给其他进 程。决不允许某进程抢占已经分配出去的处理机。 当前进程无论在用户态还是核心态都不可以被抢用 CPU。不可抢先式OS：Windows98/95，在这些OS 中，进程从运行态退出只能是自愿或阻塞，不能强迫运 行态就绪态。
作业相关概念
作业：程序+数据+作业说明书 作业步：相对独立相互关联的顺序加工步骤 作业流 作业控制块JCB：作业在系统中的标识，保存有系 统对作业进行管理与调试所需要的全部信息
作业标识 用户名称、用户帐户 作业类型、作业状态 资源需求 调度信息 进入时间、开始处理时间、需求时间 ……
作业调度时要做的决定： （1）接纳多少个作业 （2）接纳哪些作业（调度算法） 作业调度的目标： （1）对所有作业尽量做到公平合理 （2）高设备利用率 （3）执行尽可能多的作业 （4）尽量短的响应时间
3.2 调度队列模型和调度准则
3.2.1 调度队列模型
1．只有进程调度的调度队列模型
内存中维护就绪进程队列和阻塞进程队列。系统可 能以栈、树、链表的方式组织队列。
2．具有高级与低级调度的调度队列模型
外存维护一个后备队列，内存维护就绪进程 队列和阻塞进程队列。
3．同时具有三级调度的调度队列模型
3.2.2 选择调度方式和调度算法的准则
3.1.1 高级调度
高级调度概念
也称为作业调度、长程调度或接纳调度。
按照系统预定的调度策略，决定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，然后再将创建的进程排在就绪队列上，准备 执行。
在批处理操作系统中，作业首先进入系统在辅存上的 后备作业队列等候调度，因此，作业调度是必须的。在 纯粹的分时或实时操作系统中，通常不需要配备作业调 度。
内核完全不可抢先
当前进程在用户态时可随时被抢用CPU，但处 于核心态时完全不可以被抢用CPU。如：传统的 UNIX和Windows。 这类操作系统通常在系调用或中断时屏蔽中 断，系统调用返回或中断返回时开放中断。
内核的部分可抢先
当前进程在用户态时随时被抢用CPU，但处于 核心态时则大部分时间不可以被抢用CPU，只在 某些时刻点（可抢先点）可以被抢用CPU。如： UNIX SVR4。 SVR4内核定义了抢先点：内核代码中的这样 一些位置，内核的数据结构处在一个稳定的状态， 并且内核马上要开始长时间的、大量的计算。此 时，内核检查是否有实时进程就绪需要运行，若 有则抢先当前进程。
3.1.2 低级调度
也称为进程调度、短程调度。 用于决定就绪队列中的哪个进程获得处理机。低级调 度程序是操作系统最为核心的部分，低级调度策略的优 劣直接影响到整个系统的性能。 最初的调度对象是传统操作系统中的进程，随着现代 操作系统引入了多线程技术，进程演变成资源管理的单 位，从而只作为中级调度的对象，内核级线程则替代进 程成为低级调度的对象。
3.1.3
中级调度
中级调度实现进程在主存与外存间的对换。反映到进 程状态上就是挂起和解除挂起。
中级调度将那些暂时不能运行的进程调出主存，此时 这些进程处于挂起状态。当被挂起的进程具备了运行条 件，且主存又有空闲区域时，再由中级调度决定一部分 这样的进程重新调回主存工作。
中级调度起到短期调整系统负荷的作用，调度的依据 是存储资源量和进程的当前状态，目的是提高内存利用 率和系统吞吐量。
引起进程调度的因素：
（1）进程执行完毕，或发生某事件不能再继续 执行 （2）I/O请求
（3）进程通信或同步过程中执行了原语操作 优点：实现实现简单，系统开销小，适用于批处 理系统。 缺点：不能满足紧急任务的要求，不适用于实时 系统。
2）抢占方式
当一个进程正在运行时，调度程序可以基于某种 原则，剥夺已分配给它的处理机，将之分配给其它 进程。 剥夺原则有： （1）优先权原则 （2）短进程优先原则 （3）时间片原则。