处理机调度.ppt
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所示。 简单来说， 作业调度从后备作业中选择一批合适的作业放入内存， 并创建相应
的进程； 进程调度从就绪队列中选择一个合适进程， 令其投入运行； 中级调度将在内存中驻留时间较长的进程换到磁盘上：从就绪队列
转到就绪/挂起队列， 从阻塞队列转到阻塞/挂起队列。 当内存中 有足够的可用空间时， 中级调度就从就绪/挂起队列中选择一些源自文库 适的进程放入内存， 使之进入就绪队列。
（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。
第3章 处理机调度
3.2.2 作业调度 1. 作业控制块（JCB）
第3章 处理机调度
3.3 进 程 调 度
3.3.1 进程调度的功能和时机 进程只有在得到CPU之后才能真正活动起来。 一
个就绪进程怎样获得CPU的控制权呢? 这是由进程调度 实现的， 进程调度也被称为低级调度。 进程调度程序 也往往被称为低级调度程序， 它完成进程状态从就绪 态到运行态的转化。
第3章 处理机调度
(1) 高级调度： 又称作业调度，按一定的原则对外存输入井上 的大量后备作业进行选择，给选出的作业分配内存、输入输出设 备等资源，建立相应的进程，以使该作业的进程获得竞争处理机 的权利，当该作业执行完毕时，还负责回收系统资源
(2) 中级调度： 又称交换调度。为了使内存中同时存放的进程 数目不至于太多， 有时就需要把某些进程从内存中移到外存上， 以减少多道程序的数目， 为此设立了中级调度。
第3章 处理机调度
2. 时机 在什么情况下执行进程调度呢? 一般是在以下事件发生后作进 程调度： （1） 完成任务。 正在运行的进程完成其任务后，主动释放对 CPU的控制 （2） 等待资源。由于等待某些资源或事件，正在运行的进程 不得不放弃CPU （3） 运行到时。当前进程的时间片用完 （4） 发现标志。核心处理完中断或陷入事件后，系统中“重 新调度”标志置位，有比当前进程更适合运行的进程到达 （5） 创建新进程。 创建新进程时，决定运行父进程还是子进 程
2. 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。 具体来说， 通常作业调度程序要完成以 下工作(这就是作业调度的功能)。
(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， 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。
• 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。
• 不同系统的JCB的组成内容有所区别。 JCB的主要内容 如图3-2所示。
第3章 处理机调度
图3-2 作业控制块
第3章 处理机调度
1. 功能 进程调度的主要功能是： (1) 保存现场。 保存当前运行进程的现场信息 （2） 挑选进程。 按照一定的调度算法，从就绪挑选
出一个进程来，并把它的状态改为运行态，准备把 CPU分配给它 （3） 恢复现场。 为选中的进程恢复现场信息，并把 CPU控制权交给该进程，使它接着上次间断的地方 继续运行
(3) 低级调度： 又称进程调度。 其主要功能是根据一定的算 法将CPU分派给就绪队列中的一个进程。
第3章 处理机调度
3.2 作 业 调 度
3.2.1 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
• 操作系统设计目的：增强系统的处理能力和提高系统资源的利用 率，如何有效地进行管理和调度就成为设计操作系统时应优先考 虑的问题。
• 处理机调度的意义： • 多道程序系统的基础 • 决定操作系统的类型 • 直接影响整个系统的性能
第3章 处理机调度
3.1 调 度 级 别
一般来说， 作业从进入系统到最后完成， 可能要经历三级调 度： 高级调度、 中级调度和低级调度。
第3章 处理机调度
C PU 进程调度程序
进程 就绪队列 A
进程 B
进程 K
进程 L
图3-3 进程调度流程
第3章 处理机调度
3.3.2 两级调度模型 作业调度和进程调度是CPU主要的两级调度， 二
者的关系可用图3-4表示。
后备 作业 队列
作业调度
进程调度
就绪队列
结束 CPU
I/O
完成
I/O
I/O 等待队列
请 求 I/O
第3章 处理机调度
作业调度和进程调度的区别
• 执行频率不同：进程调度频繁地为CPU选择进程，频 率为ms级；作业调度频率低，为min级
• 分时系统通常没有作业调度，只是简单地将新进程装 入内存，供进程调度使用
第3章 处理机调度
3.3.3 三级调度模型 当一个系统中三级调度同时存在时， 其相互间的关系如图3-5
CPU
磁盘 (输 入 井 )
读卡机
后备 作业
作业 1 作业 2 作业 3
磁盘 (输 出 井 )
完成 作业
打印机
… …
OS 内存
提交
后备
执行
完成
第3章 处理机调度
（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。
（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。
第3章 处理机调度
批作业
作业调度
到时
后备作业
进程调度
就绪队列
C PU
中级调度
交互式用户
就绪,挂起队列 中级调度
结束
阻塞,挂起队列
第3章 处理机调度
第3章 处理机调度
本章学习目标 调度级别 作业调度 进程调度 性能评价标准 常用调度算法 Linux系统中的进程调度
第3章 处理机调度
概述
• 处理机调度任务：将处理器分配给进程使用,从众多的作业或进程 中依据一定的条件选择若干个作业或进程并将处理机分配给它们
的进程； 进程调度从就绪队列中选择一个合适进程， 令其投入运行； 中级调度将在内存中驻留时间较长的进程换到磁盘上：从就绪队列
转到就绪/挂起队列， 从阻塞队列转到阻塞/挂起队列。 当内存中 有足够的可用空间时， 中级调度就从就绪/挂起队列中选择一些源自文库 适的进程放入内存， 使之进入就绪队列。
（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。
第3章 处理机调度
3.2.2 作业调度 1. 作业控制块（JCB）
第3章 处理机调度
3.3 进 程 调 度
3.3.1 进程调度的功能和时机 进程只有在得到CPU之后才能真正活动起来。 一
个就绪进程怎样获得CPU的控制权呢? 这是由进程调度 实现的， 进程调度也被称为低级调度。 进程调度程序 也往往被称为低级调度程序， 它完成进程状态从就绪 态到运行态的转化。
第3章 处理机调度
(1) 高级调度： 又称作业调度，按一定的原则对外存输入井上 的大量后备作业进行选择，给选出的作业分配内存、输入输出设 备等资源，建立相应的进程，以使该作业的进程获得竞争处理机 的权利，当该作业执行完毕时，还负责回收系统资源
(2) 中级调度： 又称交换调度。为了使内存中同时存放的进程 数目不至于太多， 有时就需要把某些进程从内存中移到外存上， 以减少多道程序的数目， 为此设立了中级调度。
第3章 处理机调度
2. 时机 在什么情况下执行进程调度呢? 一般是在以下事件发生后作进 程调度： （1） 完成任务。 正在运行的进程完成其任务后，主动释放对 CPU的控制 （2） 等待资源。由于等待某些资源或事件，正在运行的进程 不得不放弃CPU （3） 运行到时。当前进程的时间片用完 （4） 发现标志。核心处理完中断或陷入事件后，系统中“重 新调度”标志置位，有比当前进程更适合运行的进程到达 （5） 创建新进程。 创建新进程时，决定运行父进程还是子进 程
2. 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。 具体来说， 通常作业调度程序要完成以 下工作(这就是作业调度的功能)。
(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， 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。
• 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。
• 不同系统的JCB的组成内容有所区别。 JCB的主要内容 如图3-2所示。
第3章 处理机调度
图3-2 作业控制块
第3章 处理机调度
1. 功能 进程调度的主要功能是： (1) 保存现场。 保存当前运行进程的现场信息 （2） 挑选进程。 按照一定的调度算法，从就绪挑选
出一个进程来，并把它的状态改为运行态，准备把 CPU分配给它 （3） 恢复现场。 为选中的进程恢复现场信息，并把 CPU控制权交给该进程，使它接着上次间断的地方 继续运行
(3) 低级调度： 又称进程调度。 其主要功能是根据一定的算 法将CPU分派给就绪队列中的一个进程。
第3章 处理机调度
3.2 作 业 调 度
3.2.1 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
• 操作系统设计目的：增强系统的处理能力和提高系统资源的利用 率，如何有效地进行管理和调度就成为设计操作系统时应优先考 虑的问题。
• 处理机调度的意义： • 多道程序系统的基础 • 决定操作系统的类型 • 直接影响整个系统的性能
第3章 处理机调度
3.1 调 度 级 别
一般来说， 作业从进入系统到最后完成， 可能要经历三级调 度： 高级调度、 中级调度和低级调度。
第3章 处理机调度
C PU 进程调度程序
进程 就绪队列 A
进程 B
进程 K
进程 L
图3-3 进程调度流程
第3章 处理机调度
3.3.2 两级调度模型 作业调度和进程调度是CPU主要的两级调度， 二
者的关系可用图3-4表示。
后备 作业 队列
作业调度
进程调度
就绪队列
结束 CPU
I/O
完成
I/O
I/O 等待队列
请 求 I/O
第3章 处理机调度
作业调度和进程调度的区别
• 执行频率不同：进程调度频繁地为CPU选择进程，频 率为ms级；作业调度频率低，为min级
• 分时系统通常没有作业调度，只是简单地将新进程装 入内存，供进程调度使用
第3章 处理机调度
3.3.3 三级调度模型 当一个系统中三级调度同时存在时， 其相互间的关系如图3-5
CPU
磁盘 (输 入 井 )
读卡机
后备 作业
作业 1 作业 2 作业 3
磁盘 (输 出 井 )
完成 作业
打印机
… …
OS 内存
提交
后备
执行
完成
第3章 处理机调度
（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。
（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。
第3章 处理机调度
批作业
作业调度
到时
后备作业
进程调度
就绪队列
C PU
中级调度
交互式用户
就绪,挂起队列 中级调度
结束
阻塞,挂起队列
第3章 处理机调度
第3章 处理机调度
本章学习目标 调度级别 作业调度 进程调度 性能评价标准 常用调度算法 Linux系统中的进程调度
第3章 处理机调度
概述
• 处理机调度任务：将处理器分配给进程使用,从众多的作业或进程 中依据一定的条件选择若干个作业或进程并将处理机分配给它们