《处理机调度 》课件

处理机调度处理机调度的基本概念进程调度作业调度实时系统调度处理机调度的性能评价contents目录01处理机调度的基本概念定义处理机调度是操作系统中用于管理和安排进程执行的一系列算法和技术。作用确保多个进程能够公平、合理地共享处理机资源，提高系统整体性能和资源利用率。定义与作用优先调度预计执行时间短的作业或进程。短作业优先确保所有作业或进程都有机会获得处理机资源，避免某些进程长时间等待。公平性根据作业或进程的优先级进行调度，优先级高的作业或进程优先获得处理机。优先级调度调度的基本准则按照作业或进程到达的先后顺序进行调度。先来先服务（FCFS）优先调度预计执行时间最短的作业或进程。最短作业优先（SJF）根据作业或进程的优先级进行调度。优先级调度（PS）将处理机分配给就绪队列中的下一个进程，按固定的时间片轮转。循环轮转（RR）调度算法的分类02进程调度进程调度是操作系统中用于决定哪个进程在哪个时间运行以及运行多长时间的过程。它是操作系统中最基本和最重要的功能之一。进程调度的概念进程调度的目标是实现系统资源的合理分配，以提高系统的整体性能和效率。进程调度的目标公平性、及时性、优先级、短作业优先等。进程调度的基本原则进程调度的概念进程创建时当新进程创建时，操作系统会对其进行必要的调度。进程完成时当进程完成时，操作系统会回收其所占用的资源并进行调度。中断处理时当发生中断时，操作系统会根据中断的类型和优先级进行相应的调度。系统维护时在系统维护过程中，如系统升级或故障排除时，也需要进行调度。进程调度的时机根据系统需求和资源状况选择合适的调度算法，如先来先服务、最短作业优先、优先级调度等。确定调度算法根据调度算法从队列中选择一个进程进行执行，并完成上下文切换。进程切换将待调度的进程按照一定的规则放入相应的队列中，如按照到达时间、优先级等。进程队列管理根据调度算法为选中的进程分配所需的资源，如CPU、内存等。资源分配01030204进程调度的过程进程切换的概念进程切换是指当一个进程不再占用CPU时，操作系统将其从运行状态中撤出，并将其状态保存到内存中；同时选择一个新的进程从内存中读取其状态并加载到CPU中执行的过程。进程切换的时机当一个进程的时间片用完、发生中断或系统调用时，操作系统会进行进程切换。进程切换的过程保存旧进程的上下文信息、选择新进程、加载新进程的上下文信息并执行。进程切换的性能影响进程切换会对系统性能产生一定的影响，如开销较大、降低系统吞吐量等。因此，选择合适的调度算法和优化进程切换过程是提高系统性能的关键。进程切换03作业调度作业调度是操作系统中用于管理和控制作业执行的过程，主要负责从待执行作业队列中选取作业分配处理机，并确定作业执行的顺序。作业调度的概念作业是用户程序的执行实例，包括程序、数据和作业说明书。作业的定义作业在执行前处于后备状态，被选中后进入执行状态，执行完毕后进入完成状态。作业的状态作业调度的概念确定作业执行的顺序根据选取的调度算法和作业的优先级，确定作业执行的顺序，以保证系统的效率和服务质量。实现资源分配根据选取的作业和系统资源的情况，为作业分配必要的系统资源，如内存、外存、通道等。按照一定的原则选取作业根据不同的调度算法，如先来先服务、最短作业优先、响应比最高作业优先等，从待执行作业队列中选取作业分配处理机。作业调度的功能作业的输入与输出方式输入方式作业可以通过各种输入设备，如键盘、读卡机、终端等，输入到系统中。输出方式作业的执行结果可以通过各种输出设备，如显示器、打印机、磁带等，输出给用户。04实时系统调度实时系统能够及时响应外部事件或输入的系统，并能在规定时间内完成任务的计算。实时任务需要在规定的时间内完成，并具有一定时间约束的计算任务。硬实时任务具有严格的截止时间要求，不能超过截止时间完成的任务。软实时任务截止时间要求相对较为灵活，但也需要尽可能快的完成。实时系统的概念周期性任务按照固定的时间间隔重复执行的任务。非周期性任务不按照固定时间间隔执行的任务，但具有截止时间要求。偶发性任务不经常发生，但具有较高优先级和截止时间要求的任务。实时任务的分类实时任务的调度策略静态优先级调度根据任务的优先级进行调度，优先级高的任务先执行。动态优先级调度根据任务的动态特性，如任务的紧急程度、任务的优先级等，进行动态调整。基于时间的片的调度将处理器的时间划分为时间片，每个任务分配一定数量的时间片，当时间片用完时，调度器将任务切换到就绪队列的末尾。最短剩余时间优先调度根据任务的剩余执行时间进行调度，剩余时间最短的任务先执行。05处理机调度的性能评价响应时间指从提交作业到作业开始执行所经历的时间。影响因素包括作业的性质（如I/O量、计算量等）、处理机的状态以及调度策略等。优化方法通过优化调度策略，如采用基于优先级的调度、短作业优先等策略，可以减少响应时间。响应时间030201123指从作业提交到作业完成所经历的时间。周转时间包括作业的性质、处理机的状态以及调度策略等。影响因素通过优化调度策略，如采用基于优先级的调度、轮转法等策略，可以减少周转时间。优化方法周转时间指作业在等待队列中等待的时间。等待时间包括作业的性质、处理机的状态以及调度策略等。影响因素通过优化调度策略，如采用基于优先级的调度、轮转法等策略，可以减少等待时间。优化方