操作系統(tǒng)調(diào)度課件

操作系統(tǒng)調(diào)度課件目錄CONTENTS操作系統(tǒng)調(diào)度概述進程調(diào)度實時系統(tǒng)調(diào)度多處理器調(diào)度操作系統(tǒng)調(diào)度的實現(xiàn)01操作系統(tǒng)調(diào)度概述定義與目標定義操作系統(tǒng)調(diào)度是指根據(jù)一定的調(diào)度算法和策略，將進程從就緒隊列中選取出來，分配處理器和相關資源，以完成進程的執(zhí)行。目標確保系統(tǒng)的吞吐量最大、等待時間最短、響應時間最迅速，以及實現(xiàn)系統(tǒng)的公平性和響應性。輸入標題02010403調(diào)度算法分類先進先出（FIFO）：按照進程到達的先后順序進行調(diào)度，先到達的進程優(yōu)先獲得處理器。循環(huán)輪轉調(diào)度（RoundRobin）：按照固定的時間片長度，依次將處理器分配給就緒隊列中的進程，時間片用完后，進程回到就緒隊列尾部重新等待。最短剩余時間優(yōu)先（ShortestRemainingTimeFirst）：根據(jù)進程剩余執(zhí)行時間進行調(diào)度，剩余時間最短的進程優(yōu)先獲得處理器。優(yōu)先級調(diào)度：根據(jù)進程優(yōu)先級的高低進行調(diào)度，優(yōu)先級高的進程優(yōu)先獲得處理器。01先進先出策略簡單易實現(xiàn)，但不適用于所有場景；02優(yōu)先級調(diào)度可以滿足緊急任務的需求，但可能導致低優(yōu)先級進程長時間等待；03最短剩余時間優(yōu)先可以減少等待時間，但可能導致處理器頻繁切換；04循環(huán)輪轉調(diào)度適用于處理器利用率要求較高的場景，但時間片長度設置不當會影響系統(tǒng)性能。調(diào)度策略比較02進程調(diào)度總結詞按照進程到達的先后順序進行調(diào)度，先到達的進程優(yōu)先獲得處理器。詳細描述這是一種最簡單的調(diào)度算法，適用于短作業(yè)環(huán)境。當一個進程到來時，系統(tǒng)會立即分配給它所需的資源，并開始執(zhí)行。當該進程完成后，處理器會繼續(xù)為下一個進程服務，直到所有進程都完成。先來先服務調(diào)度優(yōu)先調(diào)度執(zhí)行最短作業(yè)的進程?？偨Y詞這種算法考慮了作業(yè)的緊迫性。當一個新進程到達時，系統(tǒng)會檢查它的執(zhí)行時間，并選擇執(zhí)行時間最短的進程進行調(diào)度。這種算法可以有效地利用處理器資源，減少等待時間，提高系統(tǒng)的吞吐量。詳細描述最短作業(yè)優(yōu)先調(diào)度VS根據(jù)進程的優(yōu)先級進行調(diào)度，優(yōu)先級高的進程優(yōu)先獲得處理器。詳細描述這是一種常見的調(diào)度算法，適用于長作業(yè)環(huán)境。系統(tǒng)為每個進程分配一個優(yōu)先級，優(yōu)先級高的進程會優(yōu)先獲得處理器。當多個進程同時等待時，系統(tǒng)會選擇優(yōu)先級最高的進程進行調(diào)度。這種算法可以滿足一些緊急任務的需求，但可能導致一些低優(yōu)先級的進程長時間得不到服務?？偨Y詞優(yōu)先級調(diào)度根據(jù)進程的等待時間和優(yōu)先級進行多級反饋隊列調(diào)度。這種算法將所有等待的進程按照優(yōu)先級和等待時間分成多個隊列，每個隊列有自己的調(diào)度算法。系統(tǒng)會按照一定的策略從每個隊列中選擇一個進程進行調(diào)度。這種算法可以有效地處理各種類型的作業(yè)，并提高系統(tǒng)的吞吐量和響應時間。總結詞詳細描述多級反饋隊列調(diào)度03實時系統(tǒng)調(diào)度總結詞硬實時調(diào)度是一種保證任務在規(guī)定時間內(nèi)完成，否則會產(chǎn)生嚴重后果的調(diào)度方式。詳細描述在硬實時調(diào)度中，任務必須在嚴格規(guī)定的時間內(nèi)完成。如果任務未能按時完成，可能會導致系統(tǒng)崩潰、數(shù)據(jù)丟失或其他嚴重后果。因此，硬實時調(diào)度對時間的要求非常嚴格。硬實時調(diào)度總結詞軟實時調(diào)度是一種盡力而為的調(diào)度方式，它不要求任務必須在規(guī)定時間內(nèi)完成，但會盡量縮短延遲時間。要點一要點二詳細描述在軟實時調(diào)度中，任務不一定要在規(guī)定的時間內(nèi)完成，但系統(tǒng)會盡力縮短任務的延遲時間。軟實時調(diào)度適用于那些對時間要求相對較高，但不是絕對必要的場景。軟實時調(diào)度任務調(diào)度策略任務調(diào)度策略是指操作系統(tǒng)根據(jù)一定的規(guī)則和優(yōu)先級來決定任務執(zhí)行順序的策略?？偨Y詞任務調(diào)度策略是操作系統(tǒng)的重要組成部分，它負責分配處理器時間給各個任務。常見的任務調(diào)度策略包括先來先服務、最短作業(yè)優(yōu)先、最高響應比優(yōu)先、優(yōu)先級調(diào)度等。不同的調(diào)度策略適用于不同的場景和需求，選擇合適的調(diào)度策略可以提高系統(tǒng)的性能和響應速度。詳細描述04多處理器調(diào)度總結詞預先分配處理器時間，適用于批處理和作業(yè)調(diào)度系統(tǒng)。詳細描述靜態(tài)調(diào)度是指在作業(yè)或進程到達之前，預先分配處理器時間給它們，適用于批處理和作業(yè)調(diào)度系統(tǒng)。這種調(diào)度方式簡單明了，但缺乏靈活性，因為一旦分配了處理器時間，即使有空閑時間也不能重新分配給其他進程。靜態(tài)調(diào)度根據(jù)進程的優(yōu)先級、等待時間和運行時間動態(tài)分配處理器時間?？偨Y詞動態(tài)調(diào)度是根據(jù)進程的優(yōu)先級、等待時間和運行時間等因素，動態(tài)地分配處理器時間給它們。這種調(diào)度方式具有更高的靈活性，可以根據(jù)系統(tǒng)狀態(tài)和進程需求進行調(diào)整。常見的動態(tài)調(diào)度算法包括搶占式短作業(yè)優(yōu)先、非搶占式短作業(yè)優(yōu)先、最短剩余時間優(yōu)先等。詳細描述動態(tài)調(diào)度總結詞將進程或作業(yè)分配到多個處理器上，以實現(xiàn)負載均衡和系統(tǒng)性能最大化。詳細描述負載均衡調(diào)度是一種優(yōu)化策略，旨在將進程或作業(yè)分配到多個處理器上，以實現(xiàn)負載均衡和系統(tǒng)性能最大化。通過合理地分配工作負載，可以減少處理器的空閑時間，提高系統(tǒng)吞吐量和響應速度。負載均衡調(diào)度通常需要復雜的算法和機制來實現(xiàn)，包括任務分配、任務遷移和負載監(jiān)測等。負載均衡調(diào)度05操作系統(tǒng)調(diào)度的實現(xiàn)上下文切換上下文切換是操作系統(tǒng)在進程切換時保存和恢復當前進程運行環(huán)境的過程。上下文切換包括保存當前進程的上下文（如CPU寄存器、內(nèi)存信息等）和恢復新進程的上下文，以便新進程能夠繼續(xù)執(zhí)行。上下文切換對于實現(xiàn)多任務處理和資源共享至關重要，可以提高系統(tǒng)的效率和響應速度。進程狀態(tài)轉換是指進程在執(zhí)行過程中由于某種原因從一種狀態(tài)轉變?yōu)榱硪环N狀態(tài)。常見的進程狀態(tài)有就緒狀態(tài)、阻塞狀態(tài)和運行狀態(tài)。進程狀態(tài)轉換是由系統(tǒng)根據(jù)進程的優(yōu)先級、資源需求和系統(tǒng)資源狀況等因素進行管理的。進程狀態(tài)轉換資源分配是指操作系統(tǒng)根據(jù)進程的需求為其分配所需的資源，如CPU、內(nèi)存、磁盤空間等。