四章处理机调度.ppt

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1、四章处理机调度 Still waters run deep.流静水深流静水深,人静心深人静心深 Where there is life,there is hope。有生命必有希望。有生命必有希望第四章第四章 处理机调度处理机调度4.1.1 4.1.1 作业与作业步作业与作业步作业作业:就是要求计算机给以计算就是要求计算机给以计算(或处理或处理)的一个相对独立的任务的一个相对独立的任务.也是一个相对独立的计算任务在计算机上的执行过程也是一个相对独立的计算任务在计算机上的执行过程作业步作业步:是一个作业在执行过程中是一个作业在执行过程中,从逻辑上可以细分成一个一个从逻辑上可以细分成一个一个 顺序处

2、理的基本单位顺序处理的基本单位.这个基本单位称为作业步这个基本单位称为作业步.典型的作业控制过程：典型的作业控制过程：“编译编译”、“连接装配连接装配”、“运行运行”。4.1 4.1 作业的概念及其状态作业的概念及其状态第四章第四章 处理机调度处理机调度.典型的作业步编译编译连接装配连接装配运行运行目标目标程序程序段段目标目标程序程序源程序源程序输入数据输入数据子程序子程序库函数库函数动态库函数动态库函数计算结果计算结果在作业执行过程中，各个作业之间联系密切，上一作业步的执行结果作为下一步的执行前提。第四章第四章 处理机调度处理机调度作业、作业步与进程之间的关系用户作业作业作业步作业步.作业进

3、程进程.第四章第四章 处理机调度处理机调度4.1.2 4.1.2 作业控制方式作业控制方式作业的类型与组织形式作业的类型与组织形式脱机作业：是指用户不能和计算机直接交互需要通过操作员从中干预的作业是指用户不能和计算机直接交互需要通过操作员从中干预的作业联机作业：是用户通过外围设备直接与计算机系统进行交互，并且控制作业是用户通过外围设备直接与计算机系统进行交互，并且控制作业的运行，这种作业也叫交互型作业。的运行，这种作业也叫交互型作业。联机作业多出现在分时系统中，而脱机作业经常出现在批处理系统中。联机作业多出现在分时系统中，而脱机作业经常出现在批处理系统中。第四章第四章 处理机调度处理机调度作业

4、的组成：程序、数据和作业说明书程序、数据和作业说明书作业说明书：作业说明书：1.作业基本情况描述2.作业控制描述3.作业资源要求描述作业说明书是用户用作业控制语言编写的。作业说明书是用户用作业控制语言编写的。第四章第四章 处理机调度处理机调度4.1.3 4.1.3 作业的状态作业的状态作业在整个活动期间经历的四种状态是：作业在整个活动期间经历的四种状态是：提交状态：把一个作业输入到计算机中的一个过程。后备状态：作业在磁盘上的后备队列中所处的状态。执行状态：把处于后备状态的作业调入内存的状态。完成状态：一个作业的主进程执行结果时所处的状态。第四章第四章 处理机调度处理机调度提交状态后备状态完成状

5、态运行状态运行就绪等待作业调度Spooling作业的状态及转换第四章第四章 处理机调度处理机调度4.1.4 4.1.4 作业控制块（作业控制块（JCB)JCB)l作业控制块（JCB：Job Control Block）用以标识作业的存在，记录了与该作业有关的信息，其具 体内容根据作业调度的要求而定。对于不同的系统，JCB 的内容有所不同。第四章第四章 处理机调度处理机调度作业控制块作业名资源要求估计完成时间最迟完成时间要求的主存要求的外设类型与台数要求的文件数量和输出量作业类型控制方式作业类型资源使用情况进入系统时间开始执行时间已执行时间主存地址外设台数当前状态优先级占用CPU的时间作业提交之

6、后，有一定的调度策略，总得在一定的时间内完成。程序执行时需要为作业调度提供一定的调度依据脱机还是联机的长作业还是短作业I/O型还是计算型和资源要求配合使用作业调度对一个作业而言只使用一次进程调度对一个进程而言可能使用多次。注意：第四章第四章 处理机调度处理机调度4.2.1 4.2.1 作业调度的功能作业调度的功能4.2 4.2 作业调度作业调度作业调度：作业管理程序按一定策略从后备作业中挑选一个作业，作业调度：作业管理程序按一定策略从后备作业中挑选一个作业，把它装入内存并且为它们分配必要的资源，并为作业创把它装入内存并且为它们分配必要的资源，并为作业创 建一个主进程以便它能够执行。建一个主进程

7、以便它能够执行。作业调度的功能：作业调度的功能：通过调度算法从后备队列中挑选一个作业投入运行为选中的作业做好运行前的准备工作。在作业结束时做好善后工作（回收资源）作业调度的作用：作业调度的作用：完成作业从后备状态到执行状态和从执行态到完成完成作业从后备状态到执行状态和从执行态到完成状态的转换状态的转换第四章第四章 处理机调度处理机调度作业从后备态到执行状态作业从后备态到执行状态算法算法1 1：BEGIN 从后备队列中选出一个作业;While(资源要求不满足）放弃该作业;If（后备作业队列为空）EXIT 按调度算法从后备队列中挑出一个作业；调用存储管理，设备管理程序看是否满足资源要求；分配资源；

8、调用进程管理程序建立进程；进程调度；END第四章第四章 处理机调度处理机调度作业从执行状态到完成状态作业从执行状态到完成状态算法算法2 2：BEGIN 回收分给该作业各个进程的全部资源；计算该作业的执行时间；撤销所有进程及作业的JCB;转入调用下一个作业；END第四章第四章 处理机调度处理机调度4.2.2 4.2.2 衡量调度性能的指标衡量调度性能的指标1 1、调度算法应达到的目标、调度算法应达到的目标每次运行尽可能多的作业让处理机保持忙碌状态使输入输出设备得以充分利用对所有的作业公平合理吞吐量利用率问题公平性原则2 2、确定调度算法时应考虑的因素、确定调度算法时应考虑的因素调度算法应与系统的

9、总体设计目标一致注意系统资源的均衡使用，使输入输出繁忙的作业与CPU繁忙的作业搭配运行应保证进入系统的作业在规定的截至时间内运行结束第四章第四章 处理机调度处理机调度3 3、调度算法性能的衡量、调度算法性能的衡量批处理系统中衡量作业调度算法性能的两个指标：批处理系统中衡量作业调度算法性能的两个指标：平均周转时间和平均带权周转时间平均周转时间和平均带权周转时间（1 1）周转时间：）周转时间：i i作业的周转时间定义为：作业的周转时间定义为：T Ti i=T=Tsisi-T-Ttiti其中：其中：TsiTsi为为i i作业完成时间，作业完成时间，TtiTti为作业的提交时间。为作业的提交时间。平均

10、周转时间：平均周转时间：T=T=1 1n ni=1i=1n nT Ti i第四章第四章 处理机调度处理机调度一个作业的周转时间可分为一个作业的周转时间可分为2 2部分：部分：（1 1）等待时间（从后备态到执行态）；（）等待时间（从后备态到执行态）；（2 2）执行时间）执行时间可以表示为：可以表示为：T Ti i=T=Twiwi+T+Triri（2 2）带权周转时间：）带权周转时间：i i=其中：其中：Ti是作业周转时间是作业周转时间,Tri是作业执行时间是作业执行时间T Ti iT Triri平均带权周转时间：平均带权周转时间：n ni=1i=11 1n nW=i i第四章第四章 处理机调度处

11、理机调度4.2.3 4.2.3 作业调度算法作业调度算法1 1、先来先服务调度算法：、先来先服务调度算法：严格按照作业先来后到的次序进行调度。严格按照作业先来后到的次序进行调度。例：例：有四个作业，它们的提交、执行时间如下有四个作业，它们的提交、执行时间如下作业号提交时间执行时间111.02.0211.21.0311.40.5411.50.3带权周转时间1.02.86.211.0完成时间13.014.014.514.8周转时间2.02.83.13.3开始时间11.013.014.014.5第四章第四章 处理机调度处理机调度2 2、短作业优先调度算法：、短作业优先调度算法：选取执行时间最短的作业

12、作为下次服务的对象选取执行时间最短的作业作为下次服务的对象例：例：有四个作业，它们的提交、执行时间如下有四个作业，它们的提交、执行时间如下作业号提交时间执行时间开始时间111.02.011.0完成时间13.013.313.814.8周转时间2.01.82.43.6带权周转时间1.06.04.83.6411.50.313.0311.40.513.3211.21.013.8作业号提交时间执行时间111.02.0211.21.0311.40.5411.50.3第四章第四章 处理机调度处理机调度3 3、响应比高者优先调度算法：、响应比高者优先调度算法：介于介于(FCFS)(FCFS)和短作业优先调度算

13、法和短作业优先调度算法(SJF)(SJF)之间的算法之间的算法,是对二者的折中是对二者的折中响应比响应比=(等待时间等待时间+执行时间执行时间)执行时间执行时间=1+1+等待时间等待时间执行时间执行时间例：例：有四个作业，它们的提交、执行时间下表有四个作业，它们的提交、执行时间下表,如采用响应比高者优先调度算法如采用响应比高者优先调度算法(HRN)(HRN)来计算平均周转时间和平均带权周转时间来计算平均周转时间和平均带权周转时间(其中时间单位为小时其中时间单位为小时,按十按十进制计算进制计算.作业号提交时间执行时间18.02.028.30.538.50.149.00.4第四章第四章 处理机调度

14、处理机调度作业号提交时间执行时间18.02.0开始时间8.0周转时间2.0响应比1.0r2=1+(10.0-8.3)/0.5=4.4r2=1+(10.0-8.3)/0.5=4.4r3=1+(10.0-8.5)/0.1=16r3=1+(10.0-8.5)/0.1=16r4=1+(10.0-9.0)/0.4=3.75r4=1+(10.0-9.0)/0.4=3.75此时此时,各作业的响应比为各作业的响应比为:作业号提交时间执行时间18.02.038.50.1开始时间8.010.0周转时间2.01.6响应比1.016第四章第四章 处理机调度处理机调度作业号提交时间执行时间18.02.038.50.1开

15、始时间8.010.0周转时间2.01.6响应比1.016r2=1+(10.1-8.3)/0.5=4.6r2=1+(10.1-8.3)/0.5=4.6r4=1+(10.1-9.0)/0.4=3.75r4=1+(10.1-9.0)/0.4=3.75此时此时,各作业的响应比为各作业的响应比为:作业号提交时间执行时间18.02.038.50.1开始时间8.010.0周转时间2.01.6响应比1.01628.30.510.12.34.6第四章第四章 处理机调度处理机调度r4=1+(10.6-9.0)/0.4=5r4=1+(10.6-9.0)/0.4=5此时此时,各作业的响应比为各作业的响应比为:作业号提

16、交时间执行时间18.02.038.50.1开始时间8.010.0周转时间2.01.6响应比1.01628.30.510.12.34.649.00.410.62.05.0平均周转时间为平均周转时间为(2.0+1.6+2.3+2.0)/5=1.975(2.0+1.6+2.3+2.0)/5=1.975第四章第四章 处理机调度处理机调度4 4、优先数调度算法：、优先数调度算法：可以综合考虑有关因素可以综合考虑有关因素,如作业缓急程序如作业缓急程序,作业长短作业长短,等待时间的长短等待时间的长短,外部设外部设备备,使用情况等使用情况等,并根据系统设计目标分析这些因素的重要程度并根据系统设计目标分析这些因

17、素的重要程度,按比例确定按比例确定各作业的优先数各作业的优先数,系统按优先数高来调度作业系统按优先数高来调度作业.例：例：在后备作业队列中等待运行的同时有在后备作业队列中等待运行的同时有3 3个作业个作业1 1、2 2、3 3，已知它们的各自，已知它们的各自运行时间为运行时间为a、b、c，且，且a a b 0第四章第四章 处理机调度处理机调度例：例：有一个具有有一个具有2 2道作业的批处理系统，作业调度采用短作业优先的调度算法，道作业的批处理系统，作业调度采用短作业优先的调度算法，进程调度采用高优先级优先的抢占式调度算法。在下表所示的作业序列进程调度采用高优先级优先的抢占式调度算法。在下表所示

18、的作业序列作业优先数即为进程优先数，优先数越小，优先级越高。作业优先数即为进程优先数，优先数越小，优先级越高。作业名到达时间估计运行时间优先数A10：0040（分）5B10：20303C10：30504D10：50206进入内存时间10：0010：2011：1010：50列出所有作业进入内存时间及结束时间计算平均周转时间结束时间11：1010：5012：0012：20第四章第四章 处理机调度处理机调度各作业的周转时间为：各作业的周转时间为：作业A：20（执行）30（内存内等待）20（执行）70作业B：30（执行）作业C：20（内存外等待B执行）20（内存外等待A执行）50（执行）90作业D：2

19、0（内存为等待A执行）50（内存内等待C执行）20（执行）90作业的平均周转时间为：（作业的平均周转时间为：（7070303090909090）/4/47070（分钟）（分钟）第四章第四章 处理机调度处理机调度例：例：在某多道程序系统中，供用户使用的内存空间为在某多道程序系统中，供用户使用的内存空间为100K,100K,磁带机磁带机2 2台，打印台，打印机机1 1台。系统采用可变式分区分配方式管理内存，对磁带机和打印机采用台。系统采用可变式分区分配方式管理内存，对磁带机和打印机采用静态分配方式，并假设输入、输出操作的时间忽略不计。现有一作业序静态分配方式，并假设输入、输出操作的时间忽略不计。现

20、有一作业序列如下表所示。列如下表所示。作业号到达时间要求计算时间要求内存申请磁带机申请打印机18：0025（分）15K1128：201030K-138：202060K1-48：302020K1-58：351510K11第四章第四章 处理机调度处理机调度写出作业调度选中的作业调度次序如果把一个作业的周转时间定义为到达系统至计算完成的时间，则最大和最小的作业周转时间是多少？作业全部执行结束的时间是多少？假设作业调度采用先来先服务算法，优先分配内存的低地址区域且不准假设作业调度采用先来先服务算法，优先分配内存的低地址区域且不准移动已在内存中的作业，在内存中的作业平分移动已在内存中的作业，在内存中的作

21、业平分CPUCPU时间，问：时间，问：8 8：0000时，作业时，作业1 1到达。到达。作业10 015K15K100K-1100K-18 8：0000内存分配情况内存分配情况剩余资源：剩余资源：1 1台磁带机台磁带机第四章第四章 处理机调度处理机调度8 8：2020时，作业时，作业3 3到达。到达。作业10 015K15K100K-1100K-18 8：2020内存分配情况内存分配情况剩余资源：无剩余资源：无8 8：2020时，作业时，作业2 2到达。申请的资源打印机被作业到达。申请的资源打印机被作业1 1占用，作业占用，作业2 2等待等待作业375K75K第四章第四章 处理机调度处理机调度

22、8 8：3030时，作业时，作业1 1运行完毕。运行完毕。0 015K15K100K-1100K-18 8：3030内存分配情况内存分配情况剩余资源：无剩余资源：无作业375K75K作业作业2 2等待。等待。第四章第四章 处理机调度处理机调度8 8：3030时，作业时，作业4 4到达。而作业到达。而作业2 2的内存资源不满足，继续等待。的内存资源不满足，继续等待。0 015K15K100K-1100K-18 8：3030内存分配情况内存分配情况作业375K75K作业495K95K8 8：3535时，作业时，作业5 5到达。而作业到达。而作业2 2的内存资源不满足，继续等待。同时作的内存资源不满

23、足，继续等待。同时作业业5 5要求的磁带机资源不满足，作业要求的磁带机资源不满足，作业5 5等待。等待。第四章第四章 处理机调度处理机调度9 9：0000时，作业时，作业3 3运行完毕，释放占用的资源和内存。运行完毕，释放占用的资源和内存。0 0100K-1100K-19 9：0000内存分配情况内存分配情况75K75K作业495K95K第四章第四章 处理机调度处理机调度9 9：0000时，根据先来先服务调度算法，由于资源都能得到满足，选中等待作业时，根据先来先服务调度算法，由于资源都能得到满足，选中等待作业中的作业中的作业2 2进入内存。作业进入内存。作业5 5继续等待继续等待0 0100K

24、-1100K-19 9：0000内存分配情况内存分配情况75K75K作业495K95K作业230K30K第四章第四章 处理机调度处理机调度9 9：1010时，作业时，作业4 4运行完毕。作业运行完毕。作业5 5申请的打印机资源被作业申请的打印机资源被作业2 2占用，作业占用，作业5 5继续等待。继续等待。0 0100K-1100K-19 9：1010分内存分配情况分内存分配情况75K75K95K95K作业230K30K9 9：1515时，作业时，作业2 2运行完毕。作业运行完毕。作业5 5申请的所有资源可用，作业申请的所有资源可用，作业5 5进入内存执行至进入内存执行至9 9：3030结结束。

25、束。第四章第四章 处理机调度处理机调度 作业选中的次序：作业选中的次序：13425 作业作业1 1的周转时间：的周转时间：8:308:308:008:003030 作业作业2 2的周转时间：的周转时间：9:159:158:208:205555 作业作业3 3的周转时间：的周转时间：9:009:008:208:204040 作业作业4 4的周转时间：的周转时间：9:109:108:308:304040 作业作业1 1的周转时间：的周转时间：9:309:308:358:355555 作业全部执行完毕的时间：作业全部执行完毕的时间：9 9：3030第四章第四章 处理机调度处理机调度 在多道程环境下，

26、进程数目往往多于处理机数目，致使它们争用处理在多道程环境下，进程数目往往多于处理机数目，致使它们争用处理机。这就要求系统能按某种算法，动态地把处理机分配给就绪队列中的机。这就要求系统能按某种算法，动态地把处理机分配给就绪队列中的一个进程，使之执行。分配处理机的任务是由进程调度程序完成的。它一个进程，使之执行。分配处理机的任务是由进程调度程序完成的。它是操作系统设计的中心问题之一。是操作系统设计的中心问题之一。进程调度要解决的问题进程调度要解决的问题WHATWHAT：按什么原则分配：按什么原则分配CPUCPU 进程调度算法进程调度算法WHENWHEN：何时分配：何时分配CPUCPU 进程调度的时

27、机进程调度的时机HOWHOW：如何分配如何分配CPUCPU CPU CPU调度过程（进程的上下文切换）调度过程（进程的上下文切换）4.3 进程调度进程调度第四章第四章 处理机调度处理机调度1、进程调度的任务、进程调度的任务2、确定调度算法的原则、确定调度算法的原则具有公平性。具有公平性。资源利用率高（特别是资源利用率高（特别是CPUCPU的利用率）。的利用率）。在交互式系统情况下要追求响应时间越短越好。在交互式系统情况下要追求响应时间越短越好。在批处理系统情况下要追求系统吞吐量。在批处理系统情况下要追求系统吞吐量。就是控制协调进程对就是控制协调进程对CPU的竞争即按一定的调度算法从就绪队列中选

28、中一个进程的竞争即按一定的调度算法从就绪队列中选中一个进程，把，把CPU的使用权交给被选中的进程。的使用权交给被选中的进程。第四章第四章 处理机调度处理机调度3、进程调度算法、进程调度算法l先进先出先进先出(FIFO)算法算法l最高优先权优先调度算法最高优先权优先调度算法l时间片轮转算法时间片轮转算法 l多级反馈队列多级反馈队列 调度算法调度算法第四章第四章 处理机调度处理机调度1）.先进先出(FIFO)算法l 该算法总是把处理机分配给最先进入就绪队列的进程，一个该算法总是把处理机分配给最先进入就绪队列的进程，一个进程一旦分得处理机，便执行下去，直到该进程完成或阻塞时，进程一旦分得处理机，便执

29、行下去，直到该进程完成或阻塞时，才释放处理机。才释放处理机。l 优点优点:实现简单实现简单.缺点缺点:没考虑进程的优先级没考虑进程的优先级2）.基于优先数的调度算法（HPF):确定优先数的方法：确定优先数的方法：静态优先数法：在进程创建时指定优先数，在进程运行时优先数静态优先数法：在进程创建时指定优先数，在进程运行时优先数不变。不变。动态优先数法：在进程创建时创立一个优先数，但在其生命周期动态优先数法：在进程创建时创立一个优先数，但在其生命周期内优先数可以动态变化。内优先数可以动态变化。优先选择就绪队列中优先级最高的进程投入运行。优先选择就绪队列中优先级最高的进程投入运行。第四章第四章 处理机

30、调度处理机调度占用占用CPU的方式的方式l非剥夺方式：分派程序一旦把处理机分配给某进程后便让它非剥夺方式：分派程序一旦把处理机分配给某进程后便让它 一直运行下去，直到进程完成或发生某事件而一直运行下去，直到进程完成或发生某事件而 阻塞时，才把处理机分配给另一个进程。阻塞时，才把处理机分配给另一个进程。l剥夺方式：当一个进程正在运行时，系统可以基于某种原剥夺方式：当一个进程正在运行时，系统可以基于某种原 则，剥夺已分配给它的处理机，将之分配给其它进程。则，剥夺已分配给它的处理机，将之分配给其它进程。剥夺原则有：优先权原则、短进程优先原则、剥夺原则有：优先权原则、短进程优先原则、时间片原则。时间片

31、原则。第四章第四章 处理机调度处理机调度3）、时间片轮转调度算法:时间片选择问题：时间片选择问题：固定时间片固定时间片可变时间片可变时间片与时间片大小有关的因素与时间片大小有关的因素系统响应时间系统响应时间就绪进程个数就绪进程个数CPUCPU能力能力 把把CPUCPU划分成若干个时间片，并且按顺序赋给就绪队列中的划分成若干个时间片，并且按顺序赋给就绪队列中的 每个进程，进程轮流占有每个进程，进程轮流占有CPUCPU，当时间片用完时，即使进程未执，当时间片用完时，即使进程未执行完毕，系统也剥夺该进程的行完毕，系统也剥夺该进程的CPUCPU，将该进程排在就绪队列未尾，将该进程排在就绪队列未尾，同时

32、系统选择另一进程运行。同时系统选择另一进程运行。第四章第四章 处理机调度处理机调度4）、多级反馈队列调度算法：首先系统中设置多个就绪队列首先系统中设置多个就绪队列每个就绪队列分配给不同时间片，优先级高的为第一队列，时间片最每个就绪队列分配给不同时间片，优先级高的为第一队列，时间片最小，随着队列级别的降低，时间片加大。小，随着队列级别的降低，时间片加大。各个队列按照先进先出调度算法各个队列按照先进先出调度算法一个新进程就绪后进入第一级队列一个新进程就绪后进入第一级队列进程由于等待而放弃进程由于等待而放弃CPUCPU后，进入等待队列，一旦等待的事件发生，者后，进入等待队列，一旦等待的事件发生，者进

33、入到一级队列中去。进入到一级队列中去。当有一个优先级更高的进程就绪时，可以抢占当有一个优先级更高的进程就绪时，可以抢占CPUCPU，被抢占进程回到原，被抢占进程回到原来一级就绪队列未尾。来一级就绪队列未尾。当第一级队列为空时，就去调度第二级队列，如此类推。当第一级队列为空时，就去调度第二级队列，如此类推。当时间片到时，进程放弃当时间片到时，进程放弃CPUCPU，回到下一级队列。，回到下一级队列。将就绪队列分为将就绪队列分为N N级，每个就绪队列分配给不同的时间片，队列级，每个就绪队列分配给不同的时间片，队列级别越高，时间越长，级别越小，时间片越小。最后一级采用级别越高，时间越长，级别越小，时间

34、片越小。最后一级采用时间片轮转，其他队列采用先进先出；系统从第一级调度，当时间片轮转，其他队列采用先进先出；系统从第一级调度，当第一级为空时，系统转向第二个队列第一级为空时，系统转向第二个队列,当运行进程用完一个时当运行进程用完一个时间片，放弃间片，放弃CPUCPU时，进入下一级队列；等待进程被唤醒时，进入时，进入下一级队列；等待进程被唤醒时，进入原来的就绪队列；当进程第一次就绪时，进入第一级队列。原来的就绪队列；当进程第一次就绪时，进入第一级队列。第四章第四章 处理机调度处理机调度时间片时间片小小大大优先级优先级高高低低运运行行等等待待1 1级级2 2级级3 3级级假设：假设：1 1级队列中

35、无进程级队列中无进程选择优先级最大的进程选择优先级最大的进程资源得不到满足等待（等待某个事件）资源得不到满足等待（等待某个事件）时间片用尽时间片用尽有更高优先级进入有更高优先级进入处于等待状态进程进入就绪态时，排在第处于等待状态进程进入就绪态时，排在第1 1级队列中级队列中第四章第四章 处理机调度处理机调度特点：特点：采用短作业优先的办法采用短作业优先的办法 照顾了照顾了I/OI/O型的作业型的作业 照顾了长作业照顾了长作业例例1 1：假设有一台计算机，它有假设有一台计算机，它有1 1MM内存，操作系统占用内存，操作系统占用200K,200K,每个用户进程每个用户进程也占用也占用200K200

36、K，用户进程等待，用户进程等待I/OI/O的时间为的时间为8080，若增加，若增加1M1M内存，则内存，则CPUCPU的利用率将提高多少？的利用率将提高多少？例例2 2：假设就绪队列中有假设就绪队列中有1010个进程，系统将时间片设为个进程，系统将时间片设为200ms,CPU200ms,CPU进行进程进行进程切换要花费切换要花费10ms,10ms,问：系统开销所占的比率为多少？问：系统开销所占的比率为多少？第四章第四章 处理机调度处理机调度进程调度的时机进程调度的时机当一个进程运行完毕，或由于某种错误而终止运行。当一个进程运行完毕，或由于某种错误而终止运行。当一个进程在运行中处于等待状态（等待

37、当一个进程在运行中处于等待状态（等待I/O).I/O).分时系统中时间片到。分时系统中时间片到。当有一个优先级更高的进程就绪（可抢占式）当有一个优先级更高的进程就绪（可抢占式）在进程通信中，执行中的进程执行了某种原语操作。在进程通信中，执行中的进程执行了某种原语操作。第四章第四章 处理机调度处理机调度进程的切换进程的切换进程切换：一个进程让出处理器，由另一个进程占用进程切换：一个进程让出处理器，由另一个进程占用处理器的过程。处理器的过程。进程的切换使系统中的各进程均有机会占用进程的切换使系统中的各进程均有机会占用CPU.CPU.进程的切换是由进程状态的变化引起的，而进程状态进程的切换是由进程状

38、态的变化引起的，而进程状态的变化又与出现中断有关。的变化又与出现中断有关。当有中断事件发生时，当前运行的进程被中断，中断当有中断事件发生时，当前运行的进程被中断，中断响应后由响应后由OSOS处理出现的中断事件。中断处理后，某些处理出现的中断事件。中断处理后，某些进程的状态会发生变化，也可能又创建了一些新的进进程的状态会发生变化，也可能又创建了一些新的进程。因此，要进行队列的调整。然后，进程调度根据程。因此，要进行队列的调整。然后，进程调度根据预定的调度算法从就绪队列选一个进程占用预定的调度算法从就绪队列选一个进程占用CPUCPU。这个。这个占用占用CPUCPU运行的进程可能仍是被中断的进程，也

39、可能是运行的进程可能仍是被中断的进程，也可能是另一个进程。另一个进程。第四章第四章 处理机调度处理机调度何时切换进程何时切换进程 只要OS取得对CPU的控制，进程切换就可能发生，如:超级用户调用l来自程序的显式请求来自程序的显式请求(如：打开文件如：打开文件)，该进程通常会，该进程通常会被阻塞被阻塞陷阱l最末一条指令导致出错，会引起进程移至退出状态最末一条指令导致出错，会引起进程移至退出状态中断 l外部因素影响当前指令的执行，控制被转移至外部因素影响当前指令的执行，控制被转移至IH（中（中断处理程序）断处理程序）第四章第四章 处理机调度处理机调度CPU调度过程调度过程保存现场：保存现场：(保护

40、程序执行的顺序）保护程序执行的顺序）顺序保存，最后一顺序保存，最后一步保存步保存PSWPSW。选择要运行的程序：如果没有就绪进程，系统会安排选择要运行的程序：如果没有就绪进程，系统会安排一个一个IDLEIDLE进程，没有其他进程时，该进程一直运行，进程，没有其他进程时，该进程一直运行，在执行过程中可接受中断。在执行过程中可接受中断。恢复现场：最后一步恢复选中进程的恢复现场：最后一步恢复选中进程的PSW.PSW.第四章第四章 处理机调度处理机调度进程（上下文）切换的步骤l保存处理器的上下文，包括程序计数器和其他寄存器。l用新状态和其他相关信息更新正在运行进程的PCB.l把原来的进程移到合适的队列就绪、阻塞。l选择另一个要执行的进程。l更新被选中进程的PCB.l从被选中进程中重装入CPU上下文。