处理机调度的概念、层次

Love The Way You Lie 2023-10-05 13:42 15阅读 0赞

#### 处理机调度的概念、层次 ####

*  基本概念
 *  调度的三个层次
 *   *  高级调度（作业调度）
     *  中级调度（内存调度）
     *  低级调度（进程调度）
     *  补充知识:进程的挂起态与七状态模型
     *  三层调度的联系、对比
 *  总结

## 基本概念 ##

当有一堆任务要处理,但由于资源有限,这些事情没法同时处理。这就需要确定某种规则来决定处理这些任务的顺序,这就是“调度”研究的问题。

在多道程序系统中,进程的数量往往是多于处理机的个数的,这样不可能同时并行地处理各个进程。  
处理机调度,就是从就绪队列中**按照一定的算法选择一个进程**并将**处理机分配**给它运行,以实现进程的并发执行。

## 调度的三个层次 ##

### 高级调度（作业调度） ###

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzIxMDQwNTU5_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center]  
由于内存空间有限,有时无法将用户提交的作业全部放入内存,因此就需要确定某种规则来决定将作业调入内存的顺序。

**高级调度(作业调度)**。按一定的原则从外存上处于后备队列的作业中挑选一个(或多个)作业,给他们分配内存等必要资源,并建立相应的进程(建立PCB),以使**它(们)获得竞争处理机的权利**。

高级调度是辅存(外存)与内存之间的调度。每个作业只调入一次,调出一次。作业调入时会建立相应的PCB,作业调出时才撤销PCB。高级调度主要是指调入的问题,因为只有调入的时机需要操作系统来确定,但调岀的时机必然是作业运行结束才调出。

### 中级调度（内存调度） ###

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzIxMDQwNTU5_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 1]  
引入了虚拟存储技术之后,可将暂时不能运行的进程调至外存等待。等它重新具备了运行条件且内存又稍有空闲时,再重新调入内存。

这么做的目的是为了**提高内存利用率和系统吞吐量**。

暂时调到外存等待的进程状态为**挂起状态**。值得注意的是,PCB并不会一起调到外存,而是会**常驻内存**。PCB中会记录进程数据在外存中的存放位置,进程状态等信息,操作系统通过内存中的PCB来保持对各个进程的监控、管理。被挂起的进程PCB会被放到的挂起队列中。

**中级调度(内存调度)**,就是要决定将哪个处于挂起状态的进程重新调入内存  
个进程可能会被多次调出、调入内存,因此中级调度发生的频率要比高级调度更高。

### 低级调度（进程调度） ###

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzIxMDQwNTU5_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 2]  
低级调度(进程调度),其主要任务是按照某种方法和策略从就绪队列中选取一个进程,将处理机分配给它。

进程调度是操作系统中最基本的一种调度,在一般的操作系统中都必须配置进程调度。进程调度的**频率很高**, 一般几十毫秒一次。

### 补充知识:进程的挂起态与七状态模型 ###

暂时调到外存等待的进程状态为挂起状态(挂起态, suspend)  
挂起态又可以进一步细分为就绪挂起、阻塞挂起两种状态

**五状态模型→七状态模型**  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzIxMDQwNTU5_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 3]

### 三层调度的联系、对比 ###

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzIxMDQwNTU5_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 4]

## 总结 ##

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzIxMDQwNTU5_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 5]

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