操作系統(tǒng)課件第四處理機調度

操作系統(tǒng)課件第四處理機調度第一頁，共19頁。1.作業(yè)的狀態(tài)及其轉換①提交狀態(tài)：一個作業(yè)在其處于輸入設備進入外部存儲設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分級調度第一頁第二頁，共19頁。

作業(yè)狀態(tài)及其轉換圖

spooling系統(tǒng)提交收容外存就緒等待運行就緒等待交換調度完成作業(yè)調度進程調度第二頁第三頁，共19頁。高級調度（作業(yè)調度、宏觀調度）——按一定原則對外存輸入井上的作業(yè)進行調度，并建立進程PCB。它決定允許哪些作業(yè)競爭系統(tǒng)資源。由于這種調度決定哪些作業(yè)可以進入系統(tǒng)，所以也稱收容調度。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建立有關的表格5作業(yè)的善后處理。2．調度的層次第三頁第四頁，共19頁。中級調度（交換調度）－－它決定允許哪些進程競爭處理機。中級調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)操作和實現較好的系統(tǒng)綜合性能目標，中級調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。引入中級調度的目的是為了提高內存的利用率和系統(tǒng)吞吐量第四頁第五頁，共19頁。低級調度（進程調度）－－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（即低級調度是將處理機分配給進程）。

低級調度是由每秒可操作許多次的處理機調度程序執(zhí)行，處理機調度程序應常駐內存。進程調度的方式：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的任務實體。進程是計算機為了完成用戶任務實體而設置的執(zhí)行實體。顯然，計算機要完成一個任務實體，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)與進程的關系第六頁第七頁，共19頁。作業(yè)調度的功能：按某種算法從后備隊列中挑選一個或一批作業(yè)調入內存，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)設置了一個作業(yè)控制塊（JCB）。內容：作業(yè)名、作業(yè)狀態(tài)、作業(yè)調度，以及資源申請和一些控制信息。§4.2作業(yè)的調度第七頁第八頁，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)調度－－按照某種調度算法從后備作業(yè)隊列中選取作業(yè)，使其進入內存運行。作業(yè)調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)調度及其功能第九頁第十頁，共19頁。①按照某種調度算法從后備作業(yè)隊列中選取作業(yè)。②為被選取的作業(yè)分配內存和外設資源（當系統(tǒng)為動態(tài)分配外設時，作業(yè)所申請的外設只作為調度的參考因素）。因此要用到內存分配程序和外設分配程序。③為選中的作業(yè)建立相應的進程。④為作業(yè)開始運行做好一切準備工作。如構造和讀寫作業(yè)運行時所需要的有關表格及建立負責其運行控制的作業(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)調度應完成如下幾方面的工作第十頁第十一頁，共19頁。1)．調度目標⑴對所有作業(yè)應該是公平合理⑵應使設備有高的利用率⑶每天執(zhí)行盡可能多的作業(yè)⑷有快的響應時間3.作業(yè)調度目標與性能衡量第十一頁第十二頁，共19頁。2）．作業(yè)調度的轉換過程（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)調度目標與性能衡量第十二頁第十三頁，共19頁。后備作業(yè)隊列空按調度算法從作業(yè)中選出一作業(yè)調用存儲、設備管理程序，審核資源要求資源要求能滿足？放棄該作業(yè)否分配資源調用進程管理程序建立進程進程調度否是出口作業(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調用存儲管理，設備管理回收分配給該作業(yè)的全部資源調用會計程序，計算該作業(yè)的執(zhí)行費用調度下一個作業(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)調度算法是否滿足系統(tǒng)設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)調度算法優(yōu)劣的性能量度1．周轉時間：作業(yè)i從提交時刻tsi到完成時刻tei稱為作業(yè)的周轉時間。 Ti=Tei-Tsi 完成提交3.作業(yè)調度目標與性能衡量第十五頁第十六頁，共19頁。作業(yè)平均周轉時間為（有n個作業(yè)，n>=1) n T=1/n∑Ti i=1一個作業(yè)的周轉時間說明了該作業(yè)在系統(tǒng)內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)調度目標與性能衡量第十六頁第十七頁，共19頁。2