处理机管理进程的调度精品PPT课件
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B的周转时间，带权周转时间和系统平均周转时 间 BA
21
段景山
调度算法比较例
FCFS算法－－先来先服务
A：周转时间为 3+100+5＝108s 带权周转时间为108/5 ＝ 20.4
B：周转时间为 4＋100＝104s
调度顺序 先调度B 后调度A
带权周转时间为104/100 ＝ 1.04
平均带权周转时间为(20.4 +1.04)÷2 ＝10.72
调度方式： 非抢占式 抢占式
作业成批进入
低级调度 进程并发执行
内存 CPU 输入井
高级调度
输出井
段景山
其它
7
段景山
进程调度过程
交互用户
321
CPU
就绪队列
进程调度
进程调度对象：就绪队列中的进程 进程调度功能及过程
纪录当前进程的状态、保存CPU现场 选取适当的就绪进程
进程调度算法 分配处理机：恢复选取进程的现场
多级反馈队列算法
16
段景山
FCFS
1）先来先服务算法FCFS
按照就绪进程进入就绪队列的先后次序进行调度 简单易实现 利于长进程，CPU繁忙型作业 不利于短进程 ❖排队时间相对过长
321
就绪队列
Байду номын сангаас
CPU
17
段景山
SCBF
2）短进程优先算法
对系统服务时间需求短的进程优先被调度 短进程估算：
依赖于前一周期的实际CPU时间和估计时间
t Ʈ n+1 ＝ n ＋ （1 － ）Ʈ n
其中Ʈ n为估计的第n个CPU 周期。tn 为实际值。 为控制值，0≤ ≤1，常取 0.5
系统性能改善，平均带权周转时间优于FCFS 不利于长作业，当不断有短进程到达时，不保
证长进程响应的及时性，甚至可能得不到调度
18
段景山
调度算法评价指标
响应时间RT（Response Time）
响应的及时性 ❖进程是否能在限定时间内获得处理机，对用 户进行响应
周转时间（等待时间+使用CPU时间） ❖进程是否等待时间太长
系统吞吐量（进程时间+系统开销） ❖CPU是否总是用在刀刃上
4
段景山
调度类型
4.1调度的类型与模型 4.1.1调度类型
从调度层次： 高级调度 低级调度 中级调度
从OS类型： 批处理、分时、实时、多处理机调度
外存阻塞队列
阻塞队列
阻塞 挂起
13
段景山
进程调度原因
4.1.3进程调度原因（调度时刻）
交互用户
就绪队列
时间片完 /被中断
结束
CPU
现进程运行完毕
唤醒 现进程阻塞 现进程“超时”
进程调度
优先权高的进程进入就绪队列
阻塞
阻塞队列
14
段景山
进程调度算法准则
4.2调度算法
从多个目标（就绪进程）中选取一个
平均周转时间（ATT） 系统各进程周转时间的平均值
例
ABC
ATT ＝ ΣTT / N
WT 10 10 30
带权周转时间（QTT）
ST 2 100 10
进程周转时间与系统服务时间的比值 TT 12 110 40
QTT = TT / 服务时间
ATT 54
平均带权周转时间（AQTT）
QTT 6 1.1 4
二级调度队列模型
2）二级调度模型
时间片完
后备队列
就绪队列
CPU
作业调度
进程调度
唤醒 在批处理或类似系统中
阻塞
需要从外存后备队列中调入作业
阻塞队列
12
作业调度
3）三级调度模型
时间片完
段景山
进程调度
就绪队列
CPU
后备队列
挂起
中级 调度
唤醒 配置中级 调度机制 可以提高 内存利用率
外存就绪队列 事件出现
对象： 外存中因暂时不能运行而被挂起的进程
动作： 将外存挂起的进程激活，调入内存，进入就绪 队列
目的： 提高内存利用率
10
单级调度队列模型
4.1.2调度队列模型
交互用户
时间片完/被中断
就绪队列
段景山
结束
CPU
唤醒
进程调度
进程调度是最基本的调度， 必须配置
阻塞
阻塞队列
1)单级调度模型 11
段景山
5
段景山
作业调度
（1）高级调度－－作业调度 对象： 外存上后备队列中的作业 动作： 调入内存、创建进程、分配资源、新进程进入 就绪队列 决策内容： 接纳作业量、作业类型
作业成批进入
内存 CPU
输入井 高级调度
输出井 其它
6
进程调度
（2）低级调度－－进程调度
对象：
就绪队列中的进程
动作： 决定由哪个进程获得CPU
软件技术基础
处理机管理 进程的调度
制作 主讲
1
处理机管理 处理机的管理功能分为：
进程的描述 进程的控制 进程的同步 进程的通信 进程的调度
段景山
2
段景山
第二篇 操作系统 第四章 进程的调度
进程调度的模型 进程调度的算法 死锁及解决
3
段景山
进程调度引言 引言
处理机调度的主要目的：分配处理机 调度影响的因素：
从提交一个请求开始到计算作出响应，显示结果
在屏幕上
典型如分时系统，从
用户敲键到字符显示
在用户终端屏幕上
RT ＝q × N q：时间片大小
19
段景山
调度算法评价指标
周转时间（Trunaround Time） 进程第一次进入就绪队列到进程运行结束的时间间隔
TT ＝ 等待时间(WT) ＋ 服务时间(ST)
AQTT = Σ QTT / N
AQTT 3.7
20
段景山
调度算法比较例 例：A请求系统服务时间5s，B请求系统服务
时间为100s，
设第0到第5秒前，CPU运行C进程。 第1秒时B进入系统内存，第2秒时A进入内存 当CPU空闲，需要调度进程时根据不同的算法选
择A或B 问：分别计算FCFS算法下和SCBF算法下，A和
算法准则
周转时间 短
面向用户
响应时间 快 截止时间 保证
面向系统
优先权 可设置 系统吞吐量大 处理机利用率 高
各类资源的利用平衡 15
段景山
进程调度算法类型
算法类型
简单的调度算法
先来先服务算法 短进程优先
等时间片轮转 轮转法
不等时间片轮转
抢占式优先权 优先权法 非抢占式优先权
静态优先权 动态优先权
8
段景山
进程调度方式
进程调度的方式 非抢占式（非剥夺式） 现运行进程的CPU使用权不能被中途强行剥夺 除非进程主动放弃 抢占式（剥夺式） 系统按照某种原则剥夺现行进程的CPU使用权 将CPU使用权分配给其他进程 抢占原则 ❖优先权原则 ❖时间片原则 ❖短进程优先原则
9
段景山
中级调度
（3）中级调度
SCBF算法－－短进程优先 A：周转时间为 3+5＝9s 带权周转时间为8/5 ＝ 1.6
调度顺序 先调度A 后调度B
B：周转时间为 4+5+100＝109s
带权周转时间为109/100 ＝ 1.09
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段景山
调度算法比较例
FCFS算法－－先来先服务
A：周转时间为 3+100+5＝108s 带权周转时间为108/5 ＝ 20.4
B：周转时间为 4＋100＝104s
调度顺序 先调度B 后调度A
带权周转时间为104/100 ＝ 1.04
平均带权周转时间为(20.4 +1.04)÷2 ＝10.72
调度方式： 非抢占式 抢占式
作业成批进入
低级调度 进程并发执行
内存 CPU 输入井
高级调度
输出井
段景山
其它
7
段景山
进程调度过程
交互用户
321
CPU
就绪队列
进程调度
进程调度对象：就绪队列中的进程 进程调度功能及过程
纪录当前进程的状态、保存CPU现场 选取适当的就绪进程
进程调度算法 分配处理机：恢复选取进程的现场
多级反馈队列算法
16
段景山
FCFS
1）先来先服务算法FCFS
按照就绪进程进入就绪队列的先后次序进行调度 简单易实现 利于长进程，CPU繁忙型作业 不利于短进程 ❖排队时间相对过长
321
就绪队列
Байду номын сангаас
CPU
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段景山
SCBF
2）短进程优先算法
对系统服务时间需求短的进程优先被调度 短进程估算：
依赖于前一周期的实际CPU时间和估计时间
t Ʈ n+1 ＝ n ＋ （1 － ）Ʈ n
其中Ʈ n为估计的第n个CPU 周期。tn 为实际值。 为控制值，0≤ ≤1，常取 0.5
系统性能改善，平均带权周转时间优于FCFS 不利于长作业，当不断有短进程到达时，不保
证长进程响应的及时性，甚至可能得不到调度
18
段景山
调度算法评价指标
响应时间RT（Response Time）
响应的及时性 ❖进程是否能在限定时间内获得处理机，对用 户进行响应
周转时间（等待时间+使用CPU时间） ❖进程是否等待时间太长
系统吞吐量（进程时间+系统开销） ❖CPU是否总是用在刀刃上
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段景山
调度类型
4.1调度的类型与模型 4.1.1调度类型
从调度层次： 高级调度 低级调度 中级调度
从OS类型： 批处理、分时、实时、多处理机调度
外存阻塞队列
阻塞队列
阻塞 挂起
13
段景山
进程调度原因
4.1.3进程调度原因（调度时刻）
交互用户
就绪队列
时间片完 /被中断
结束
CPU
现进程运行完毕
唤醒 现进程阻塞 现进程“超时”
进程调度
优先权高的进程进入就绪队列
阻塞
阻塞队列
14
段景山
进程调度算法准则
4.2调度算法
从多个目标（就绪进程）中选取一个
平均周转时间（ATT） 系统各进程周转时间的平均值
例
ABC
ATT ＝ ΣTT / N
WT 10 10 30
带权周转时间（QTT）
ST 2 100 10
进程周转时间与系统服务时间的比值 TT 12 110 40
QTT = TT / 服务时间
ATT 54
平均带权周转时间（AQTT）
QTT 6 1.1 4
二级调度队列模型
2）二级调度模型
时间片完
后备队列
就绪队列
CPU
作业调度
进程调度
唤醒 在批处理或类似系统中
阻塞
需要从外存后备队列中调入作业
阻塞队列
12
作业调度
3）三级调度模型
时间片完
段景山
进程调度
就绪队列
CPU
后备队列
挂起
中级 调度
唤醒 配置中级 调度机制 可以提高 内存利用率
外存就绪队列 事件出现
对象： 外存中因暂时不能运行而被挂起的进程
动作： 将外存挂起的进程激活，调入内存，进入就绪 队列
目的： 提高内存利用率
10
单级调度队列模型
4.1.2调度队列模型
交互用户
时间片完/被中断
就绪队列
段景山
结束
CPU
唤醒
进程调度
进程调度是最基本的调度， 必须配置
阻塞
阻塞队列
1)单级调度模型 11
段景山
5
段景山
作业调度
（1）高级调度－－作业调度 对象： 外存上后备队列中的作业 动作： 调入内存、创建进程、分配资源、新进程进入 就绪队列 决策内容： 接纳作业量、作业类型
作业成批进入
内存 CPU
输入井 高级调度
输出井 其它
6
进程调度
（2）低级调度－－进程调度
对象：
就绪队列中的进程
动作： 决定由哪个进程获得CPU
软件技术基础
处理机管理 进程的调度
制作 主讲
1
处理机管理 处理机的管理功能分为：
进程的描述 进程的控制 进程的同步 进程的通信 进程的调度
段景山
2
段景山
第二篇 操作系统 第四章 进程的调度
进程调度的模型 进程调度的算法 死锁及解决
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段景山
进程调度引言 引言
处理机调度的主要目的：分配处理机 调度影响的因素：
从提交一个请求开始到计算作出响应，显示结果
在屏幕上
典型如分时系统，从
用户敲键到字符显示
在用户终端屏幕上
RT ＝q × N q：时间片大小
19
段景山
调度算法评价指标
周转时间（Trunaround Time） 进程第一次进入就绪队列到进程运行结束的时间间隔
TT ＝ 等待时间(WT) ＋ 服务时间(ST)
AQTT = Σ QTT / N
AQTT 3.7
20
段景山
调度算法比较例 例：A请求系统服务时间5s，B请求系统服务
时间为100s，
设第0到第5秒前，CPU运行C进程。 第1秒时B进入系统内存，第2秒时A进入内存 当CPU空闲，需要调度进程时根据不同的算法选
择A或B 问：分别计算FCFS算法下和SCBF算法下，A和
算法准则
周转时间 短
面向用户
响应时间 快 截止时间 保证
面向系统
优先权 可设置 系统吞吐量大 处理机利用率 高
各类资源的利用平衡 15
段景山
进程调度算法类型
算法类型
简单的调度算法
先来先服务算法 短进程优先
等时间片轮转 轮转法
不等时间片轮转
抢占式优先权 优先权法 非抢占式优先权
静态优先权 动态优先权
8
段景山
进程调度方式
进程调度的方式 非抢占式（非剥夺式） 现运行进程的CPU使用权不能被中途强行剥夺 除非进程主动放弃 抢占式（剥夺式） 系统按照某种原则剥夺现行进程的CPU使用权 将CPU使用权分配给其他进程 抢占原则 ❖优先权原则 ❖时间片原则 ❖短进程优先原则
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段景山
中级调度
（3）中级调度
SCBF算法－－短进程优先 A：周转时间为 3+5＝9s 带权周转时间为8/5 ＝ 1.6
调度顺序 先调度A 后调度B
B：周转时间为 4+5+100＝109s
带权周转时间为109/100 ＝ 1.09