【操作系统】处理机调度的层次和调度算法的目标

太过爱你忘了你带给我的痛 2022-07-14 04:29 335阅读 0赞

在多道程序环境下，进程数目往往多于处理机数目，致使它们竞争使用处理机。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。

处理机调度

*  调度的层次
 *  调度队列模型
 *  选择调度方式和算法的若干准则

# 处理机调度的层次 #

一个作业从提交开始，往往要经历三级调度：高级调度、中级调度、低级调度。

## 高级调度（长程/作业/宏观调度） ##

*  从外存后备队列中选择作业进入内存就绪队列。
 *  在批处理系统中，大多配有作业调度。
 *  作业调度执行频率较低，时间尺度是分钟、小时或天。

## 中级调度（交换调度） ##

*  在内存和外存对换区之间按照给定的策略选择进程对换。
 *  解决内存紧张问题，提高内存的利用率和系统吞吐量。

## 低级调度（短程/CPU/进程/微观调度） ##

*  任务是从就绪队列中选择一个进程来执行并由分派程序（Dispatcher）分配处理机。
 *  是 OS 中最基本的调度。
 *  时间尺度通常是毫秒级的，由于低级调度算法的频繁使用，要求在实现时做到高效。
 *  常采用非抢占（非剥夺）方式和抢占（剥夺）方式两种。

![图解][20161127180329648]

# 处理机调度算法的目标 #

## 处理机调度算法的共同目标 ##

*  资源利用率  
    ![图解][20161127180430008]
 *  公平性
 *  平衡性（CPU 型进程和 I/O 型进程）
 *  策略强制执行（抢占）

## 批处理系统的目标 ##

*  平均周转时间短  
    1.周转时间：作业从提交 → 完成的时间  
    2.周转时间组成：  
    驻外等待调度时间  
    驻内等待调度时间  
    执行时间  
    阻塞时间  
    3.周转时间不具有区分实际运行时间长短的性质。
 *  系统吞吐量高
 *  处理机利用率高

周转时间= 结束时间 -到达时间

平均周转时间 T

![图解][20161127180656260]

平均周转时间可以衡量不同调度算法对相同作业流的调度性能。

带权周转时间：周转时间除以系统服务时间 T s （占CPU 时间）

![图解][20161127180743995]

带权周转时间越小越好。

## 分时系统的目标 ##

*  响应时间快（对交互性作业）  
    1.键盘提交请求到首次反馈结果的时间  
    2.时间组成：  
    输入传送时间  
    处理时间  
    响应传送时间
 *  均衡性

## 实时系统的目标 ##

*  截至时间的保证
 *  可预测性

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