操作系统-笔记-第二章-进程调度

野性酷女 2024-05-06 23:28 98阅读 0赞

> ## ?章节汇总 ##
> 
> **[一、第一章——操作系统的概念][Link 1]**
> 
> **[二、第二章——【进程】][Link 2]**
> 
> **[二、第二章——【线程】编辑][Link 3]**
> 
> **[二、第二章——【进程调度】][Link 4]**
> 
> **[二、第二章——【进程同步与互斥】][Link 5]**
> 
> **[二、第二章——【锁】][Link 6]**
> 
> **[三、第三章——内存管理][Link 7]**
> 
> **[四、第四章——文件管理][Link 8]**
> 
> **[五、第五章——输入输出管理][Link 9]**
> 
> **[? 学习心得][Link 10]**

**目录**

**二、第二章——【进程调度】**

**1、调度的概念**

**（1）五状态和七状态（就绪挂起、阻塞挂起）**

**（2）三层调度 （高级、中级、低级）**

**（3）总结**

**2、调度的切换**

**（1）调度——切换时机**

**（2）调度——方式**

**（3）切换 & 调度 【区别】**

**（4）总结**

**3、调度器 & 闲逛进程**

**4、调度算法的评价指标**

**CPU利用率**

**系统吞吐量**

**周转时间 —— 平均周转时间**

**周转时间 plus—— 带权周转时间**

**等待时间**

**总结**

**5、调度算法（排队、短作业、高响应）**

**（1）先来先服务**

**（2）短作业优先**

**（3）高响应比优先**

**（4）总结**

**6、调度算法（时间片轮转、优先级、多级反馈）**

**（1）时间片轮转**

**（2）优先级调度算法**

**（2.1）优先级调度算法——设置优先级（动态）**

**（3）总结**

**（4）多级反馈队列调度算法**

**（5）总结**

--------------------

## **二、第二章——【进程调度】** ##

### **1、调度的概念** ###

#### **（1）五状态和七状态（就绪挂起、阻塞挂起）** ####

> ![126213f580014092aad80ca19d3d80dd.png][]

#### **（2）三层调度 （高级、中级、低级）** ####

**作业——内存——进程**

> ![9dac0ed40fd4433f8a1de664d75bb5b4.png][]

#### **（3）总结** ####

> ![28a7f88f84f44d8db89ee623123ee32a.png][]

### **2、调度的切换** ###

> ![424820123d4a46fabe0322d2742a7f43.png][]

#### **（1）调度——切换时机** ####

> **如果进程在访问【临界区】和【临界资源】的时候，不能被调度和中断！**
> 
> **毕竟他在拿取资源，如果被调度了，那么问题就大了！**
> 
> ![0c3c1208db30499fa48a69f6dc12ac54.png][]
> 
> ![f09fad5857c74da9b5e8f5fb10dded70.png][]

#### **（2）调度——方式** ####

> ![99579d3afb9f4b29a77ed81a5cc77e62.png][]

#### **（3）切换 & 调度 【区别】** ####

> ![849739e2395d4a749480f53084bbb201.png][]

#### **（4）总结** ####

> ![731b9cfd9e84400793ee2f98b749d2fb.png][]

### **3、调度器 & 闲逛进程** ###

> 调度器是什么——让一个进程的状态合理的进行切换（别反复横跳就行了~）

> **抢占式调度器——调度任务（轮询方式）**
> 
> **非抢占式调度器（轻松点）**

> **调度器（****Scheduler****）**是操作系统中的一个重要组件，负责决定哪个进程或线程在特定时间点运行。它根据预定的调度算法和策略，从就绪状态的进程中选择一个合适的进程，分配处理器资源给该进程，并控制进程的状态切换。
> 
> **抢占式调度器（****Preemptive Scheduler****）**是一种调度方式，它可以在一个进程正在执行时，由操作系统强制剥夺该进程的CPU执行权，将CPU资源分配给其他优先级更高的进程。抢占式调度器有能力迅速响应紧急任务或高优先级任务，提高系统的响应性。
> 
> **非抢占式调度器（****Non-preemptive Scheduler****）**，也称为协作式调度器，是另一种调度方式。在非抢占式调度器中，一个进程一旦获得CPU执行权，将一直运行直到主动放弃或等待某个事件发生，才会由操作系统将CPU资源分配给其他进程。这种调度方式下，进程间需要自觉地释放CPU资源，因此对协作式调度器来说，进程的合作尤为重要。

> 总结起来：
> 
> 1.  **调度器（****Scheduler****）是操作系统中负责选择进程或线程执行的组件。**
> 2.  **抢占式调度——可以主动剥夺正在执行的进程的****CPU****资源，**
> 3.  **非抢占式调度——则需要进程自愿释放****CPU****资源。**

> 这两种调度方式在不同的场景下有不同的适用性和优劣势。

> ![19d285df2a5f46e6ad0a597935ff1809.png][]

> **闲逛进程（备胎）——执行【零地址】指令——（抖腿指令）**

> ![401a8027673841e4bc2e5682e5e16ce2.png][]

### **4、调度算法的评价指标** ###

**清华教材内容：**

> ![69866b8ff67248e7ad6e1968afbfc847.png][]

#### **CPU利用率** ####

> ![9ad660b551534c83bd4bf78d307029d8.png][]

#### **系统吞吐量** ####

> ![c0ed3d4402d9456e944ae165f5447718.png][]

#### **周转时间 —— 平均周转时间** ####

**周转时间 = 实际运行时间 + 等待时间**

> ![e13fc827f8e04e729467d7bad714fd26.png][]

#### **周转时间 plus—— 带权周转时间** ####

> ![7d317b411ee041beaaf7ae4c7b73563f.png][]

#### **等待时间** ####

> ![b9803cecbdeb404a85df1ca5ac163506.png][]

#### **总结** ####

> ![5fe67350171c4bf792ee0d4c4e2123cd.png][]

### **5、调度算法（排队、短作业、高响应）** ###

> ![9bc8289f6fc747e1a02c6ca7b6dd42af.png][]
> 
> ![89e3b09ffdd74455a91d5b00d9fbe83c.png][]

#### **（1）先来先服务** ####

> **谁先来，就先服务谁（虽然绝对公平、不会饥饿，但是…）**
> 
> **排队拍奶茶——当前面那个人买20杯，然而你只买1杯，你也必须排队等着**

> ![57ffda9a79db4469941f8cc61890fe3c.png][]
> 
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#### **（2）短作业优先** ####

**非抢占式——任务队列中，谁的任务时间短，谁就先执行（不公平）**

> ![86e06e2fcb0f420f9524bb3c2a558e5c.png][]

**抢占式——会产生饥饿！！！**

#### **（3）高响应比优先** ####

**这个算法——不会导致饥饿（结合了先来先服务、短作业的优点）**

> ![794f86f7e9054568899102f619a032a9.png][]

#### **（4）总结** ####

> ![be83caf9fe1e4a4497e14713fe9bed68.png][]

### **6、调度算法（时间片轮转、优先级、多级反馈）** ###

#### **（1）时间片轮转** ####

**时间片设置——不能太大，也不能太小！****（切换进程的开销——占比不超过总进程的1%）**

> ![154a0f5d4b7d443f8f154fa82c41a573.png][]

**不会导致饥饿——会轮流的执行进程**

> ![c7034c61cd004a92b1d1d4c202a9c782.png][]

#### **（2）优先级调度算法** ####

> **优先级——类似中断优先级**
> 
> **那么就会产生饥饿~**

**改进方案：**

1.  **不要让优先级为静态的！（也就是死的，不会修改）**
2.  **即为动态的优先级（会定时分析情况，给进程分配对应的优先级）**
3.  **还是会产生饥饿~**
4.  **毕竟你一直产生【优先级较高的进程】，那么【优先级低的进程】还是会饥饿~**

> ![ed45c53b5ba04b658b93e2e162ee4659.png][]

#### **（2.1）优先级调度算法——设置优先级（动态）** ####

**适用于——实时操作系统**

> ![35b8f71cd19b4150b2d8c3ef309728eb.png][]
> 
> ![cda989ff84144f8aa50b4720deb783fc.png][]

#### **（3）总结** ####

> ![4736ca175f9247df99b228016a20657a.png][]

#### **（4）多级反馈队列调度算法** ####

> **通过设置多个队列~（经典加一层~）**

> **每个队列对应不同的请求（针对不同的队列，设置不同的调度算法）**
> 
> **在队列之间，可以使用——时间片划分、固定优先级…**
> 
> **在队列之内，可以使用——排队、短作业、高响应、优先级…**

> ![0141bc688f6e4af18bf2004e1bee7ced.png][]
> 
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#### **（5）总结** ####

> ![c4355826703d4502a820526a043039a3.png][]

> **适合用交互式系统——可以提供较好的反馈、公平性、平衡性**
> 
> **Unix****操作系统——交互式系统**

[Link 1]: https://blog.csdn.net/Pan_peter/article/details/132276090?spm=1001.2014.3001.5502#t0
[Link 2]: https://blog.csdn.net/Pan_peter/article/details/132296308?spm=1001.2014.3001.5502#t0
[Link 3]: https://blog.csdn.net/Pan_peter/article/details/132318160?spm=1001.2014.3001.5502#t0
[Link 4]: https://blog.csdn.net/Pan_peter/article/details/132368433?spm=1001.2014.3001.5502#t0
[Link 5]: https://blog.csdn.net/Pan_peter/article/details/132378673?spm=1001.2014.3001.5502#t0
[Link 6]: https://blog.csdn.net/Pan_peter/article/details/132390442?spm=1001.2014.3001.5502#t0
[Link 7]: https://blog.csdn.net/Pan_peter/article/details/132405948?spm=1001.2014.3001.5502#t0
[Link 8]: https://blog.csdn.net/Pan_peter/article/details/132425211?spm=1001.2014.3001.5502#t0
[Link 9]: https://blog.csdn.net/Pan_peter/article/details/132449602?spm=1001.2014.3001.5502#t0
[Link 10]: https://blog.csdn.net/Pan_peter/article/details/132472318?csdn_share_tail=%7B%22type%22%3A%22blog%22%2C%22rType%22%3A%22article%22%2C%22rId%22%3A%22132472318%22%2C%22source%22%3A%22Pan_peter%22%7D#t2
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