操作系統(tǒng)課件第四處理機調(diào)度

操作系統(tǒng)課件第四處理機調(diào)度第一頁，共19頁。1.作業(yè)的狀態(tài)及其轉(zhuǎn)換①提交狀態(tài)：一個作業(yè)在其處于輸入設(shè)備進入外部存儲設(shè)備的過程稱為提交狀態(tài)②后備狀態(tài)（收容狀態(tài)）：輸入管理系統(tǒng)不斷地將作業(yè)輸入到外存對應(yīng)部分（或稱輸入井），如果一個作業(yè)的全部信息已全部輸入到輸入井，在它還沒有被調(diào)度去執(zhí)行前，該作業(yè)處于后備狀態(tài)。③運行狀態(tài)：作業(yè)一旦被作用調(diào)度程序選中而被送入主存中投入運行。④完成狀態(tài)：作業(yè)運行完畢，但它所占用的資源尚未被系統(tǒng)全部回收時，該作業(yè)處于完成狀態(tài)§4.1分級調(diào)度第一頁第二頁，共19頁。

作業(yè)狀態(tài)及其轉(zhuǎn)換圖

spooling系統(tǒng)提交收容外存就緒等待運行就緒等待交換調(diào)度完成作業(yè)調(diào)度進程調(diào)度第二頁第三頁，共19頁。高級調(diào)度（作業(yè)調(diào)度、宏觀調(diào)度）——按一定原則對外存輸入井上的作業(yè)進行調(diào)度，并建立進程PCB。它決定允許哪些作業(yè)競爭系統(tǒng)資源。由于這種調(diào)度決定哪些作業(yè)可以進入系統(tǒng)，所以也稱收容調(diào)度。作業(yè)一旦被系統(tǒng)收容，就便成進程或進程組。所做的工作：1選擇作業(yè)；2分配資源；3建立作業(yè)的進程；4建立有關(guān)的表格5作業(yè)的善后處理。2．調(diào)度的層次第三頁第四頁，共19頁。中級調(diào)度（交換調(diào)度）－－它決定允許哪些進程競爭處理機。中級調(diào)度通過使進程臨時掛起和激活的方法對系統(tǒng)負載波動作出反映，以便獲得平穩(wěn)的系統(tǒng)操作和實現(xiàn)較好的系統(tǒng)綜合性能目標(biāo)，中級調(diào)度的作用使作為作業(yè)進入系統(tǒng)和將中央處理機分配給這些作業(yè)二者之間的一個緩沖。引入中級調(diào)度的目的是為了提高內(nèi)存的利用率和系統(tǒng)吞吐量第四頁第五頁，共19頁。低級調(diào)度（進程調(diào)度）－－它決定了存在就緒進程時，哪一個就緒進程將分配到中央處理機，并且把中央處理機實際分配給這個進程（即低級調(diào)度是將處理機分配給進程）。

低級調(diào)度是由每秒可操作許多次的處理機調(diào)度程序執(zhí)行，處理機調(diào)度程序應(yīng)常駐內(nèi)存。進程調(diào)度的方式：非搶占方式，搶占方式。搶占的方式有：1時間片原則；2優(yōu)先級原則；3短進程優(yōu)先原則第五頁第六頁，共19頁。

作業(yè)是用戶向計算機提交任務(wù)的任務(wù)實體。進程是計算機為了完成用戶任務(wù)實體而設(shè)置的執(zhí)行實體。顯然，計算機要完成一個任務(wù)實體，必須要有一個以上的執(zhí)行實體，一個作業(yè)總是由一個以上的多個進程組成。3．作業(yè)與進程的關(guān)系第六頁第七頁，共19頁。作業(yè)調(diào)度的功能：按某種算法從后備隊列中挑選一個或一批作業(yè)調(diào)入內(nèi)存，并創(chuàng)建PCB.1．后備作業(yè)隊列與作業(yè)控制塊系統(tǒng)中有若干作業(yè)在輸入井中，為了管理和調(diào)度作業(yè)，就必須記錄已進入系統(tǒng)的各作業(yè)的情況，系統(tǒng)為每個作業(yè)設(shè)置了一個作業(yè)控制塊（JCB）。內(nèi)容：作業(yè)名、作業(yè)狀態(tài)、作業(yè)調(diào)度，以及資源申請和一些控制信息。§4.2作業(yè)的調(diào)度第七頁第八頁，共19頁。

作業(yè)控制塊JCB

作業(yè)名作業(yè)類型資源要求資源使用情況優(yōu)先級當(dāng)前狀態(tài)

其它作業(yè)控制塊JCB第八頁第九頁，共19頁。作業(yè)調(diào)度－－按照某種調(diào)度算法從后備作業(yè)隊列中選取作業(yè)，使其進入內(nèi)存運行。作業(yè)調(diào)度程序的主要功能是審查系統(tǒng)是否能滿足用戶作業(yè)的資源要求以及按照一定的算法選取作業(yè)。1．作業(yè)調(diào)度及其功能第九頁第十頁，共19頁。①按照某種調(diào)度算法從后備作業(yè)隊列中選取作業(yè)。②為被選取的作業(yè)分配內(nèi)存和外設(shè)資源（當(dāng)系統(tǒng)為動態(tài)分配外設(shè)時，作業(yè)所申請的外設(shè)只作為調(diào)度的參考因素）。因此要用到內(nèi)存分配程序和外設(shè)分配程序。③為選中的作業(yè)建立相應(yīng)的進程。④為作業(yè)開始運行做好一切準(zhǔn)備工作。如構(gòu)造和讀寫作業(yè)運行時所需要的有關(guān)表格及建立負責(zé)其運行控制的作業(yè)運行控制程序。⑤在作用運行完畢或運行過程中因某種原因需要撤離時，作業(yè)調(diào)度程序還有完成作業(yè)的善后處理工作，如收回分配給他的全部資源2.作業(yè)調(diào)度應(yīng)完成如下幾方面的工作第十頁第十一頁，共19頁。1)．調(diào)度目標(biāo)⑴對所有作業(yè)應(yīng)該是公平合理⑵應(yīng)使設(shè)備有高的利用率⑶每天執(zhí)行盡可能多的作業(yè)⑷有快的響應(yīng)時間3.作業(yè)調(diào)度目標(biāo)與性能衡量第十一頁第十二頁，共19頁。2）．作業(yè)調(diào)度的轉(zhuǎn)換過程（1）作業(yè)從后備狀態(tài)到執(zhí)行狀態(tài)P85(a)框圖（2）作業(yè)從執(zhí)行狀態(tài)到完成狀態(tài)P85(b)框圖3.作業(yè)調(diào)度目標(biāo)與性能衡量第十二頁第十三頁，共19頁。后備作業(yè)隊列空按調(diào)度算法從作業(yè)中選出一作業(yè)調(diào)用存儲、設(shè)備管理程序，審核資源要求資源要求能滿足？放棄該作業(yè)否分配資源調(diào)用進程管理程序建立進程進程調(diào)度否是出口作業(yè)從后備狀態(tài)到執(zhí)行狀態(tài)第十三頁第十四頁，共19頁。撤銷該作業(yè)的所有進程及作業(yè)的JCB調(diào)用存儲管理，設(shè)備管理回收分配給該作業(yè)的全部資源調(diào)用會計程序，計算該作業(yè)的執(zhí)行費用調(diào)度下一個作業(yè)作業(yè)從執(zhí)行狀態(tài)到完成狀態(tài)第十四頁第十五頁，共19頁。3）.衡量一個作業(yè)調(diào)度算法是否滿足系統(tǒng)設(shè)計的要求給出兩個常用的評價在批處理系統(tǒng)中對作業(yè)調(diào)度算法優(yōu)劣的性能量度1．周轉(zhuǎn)時間：作業(yè)i從提交時刻tsi到完成時刻tei稱為作業(yè)的周轉(zhuǎn)時間。 Ti=Tei-Tsi 完成提交3.作業(yè)調(diào)度目標(biāo)與性能衡量第十五頁第十六頁，共19頁。作業(yè)平均周轉(zhuǎn)時間為（有n個作業(yè)，n>=1) n T=1/n∑Ti i=1一個作業(yè)的周轉(zhuǎn)時間說明了該作業(yè)在系統(tǒng)內(nèi)停留的時間包含兩部分：一是等待時間；二為執(zhí)行時間 Ti=Twi+Tri (停留時間)3.作業(yè)調(diào)度目標(biāo)與性能衡量第十六頁第十七頁，共19頁。2