操作系统处理机调度与死锁知识点

处理机调度的层次和调度算法的目标

调度的实质是一种资源分配，处理机调度是对处理机资源进行分配

1. 处理机调度的层次
   1. 高级调度(作业调度)：将外存上处于后备队列的作业调入内存
   2. 中级调度(内存调度)：把暂时不能运行的进程调至外存等待
      实际上就是存储器管理中的对换功能
   3. 低级调度(进程调度)：决定就绪队列中哪个进程获得处理机
      进程调度的运行频率最高
2. 处理机调度算法的目标
   1. 资源利用率
   2. 公平性
   3. 平衡性
   4. 策略强制执行
3. 批处理系统的目标
   1. 平均周转时间短
      周转时间：作业被提交给系统开始，到作业完成为止的这段时间间隔
      1. 作业在外存后备队列上等待调度的时间
      2. 进程在就绪队列等待进程调度的时间
      3. 进程在CPU上执行的时间
      4. 进程等待I/O操作完成的时间
   2. 系统吞吐量高
   3. 处理机利用率高
4. 分时系统的目标
   1. 响应时间快
   2. 均衡性
5. 实时系统的目标
   1. 截止时间的保证
   2. 可预测性

作业与进程的基本概念

1. 批处理系统中的作业
   1. 作业和作业步
      1. 作业
         作业是用户提交给系统的一项相对独立的工作，它不仅包含了通常的程序和数据,而且还应配有一份作业说明书，系统根据该说明书来对程序的运行进行控制
      2. 作业步
         在作业运行期间，每个作业都必须经过若干个相对独立，又相互关联的顺序加工步骤才能得到结果。其中的每一个加工步骤称为一个作业步。
   2. 作业控制块(JCB)
      1. 定义
         作业控制块是作业在系统中存在的标志，其中保存了系统对作业进行管理和调度所需的全部信息
      2. 内容
         JCB中包含的内容有：
         1. 作业标识
         2. 用户名称
         3. 用户账号
         4. 作业类型(CPU 繁忙型I/0 繁忙型、批量型、终端型)
         5. 作业状态
         6. 调度信息(优先级、作业运行时间)
         7. 资源需求(预计运行时 间、要求内存大小等)
         8. 资源使用情况
   3. 进程调度的任务和方式
      1. 两个决定
         1. 每一次进行作业调度时，应当从后备队列中选取多少作业调入内存，取决于多道程序度，即允许多少个作业同时在内存中运行
         2. 应选择后备队列中的哪些作业调入内存，取决于所采用的调度算法
      2. 进程调度的任务
         1. 保存处理机的现场信息
         2. 按某种算法选取进程
         3. 把处理器分配给进程
      3. 进程调度方式
         1. 非抢占方式
         2. 抢占方式
            “抢占”必须遵循一定的原则，主要原则有：
            1. 优先权原则
            2. 短进程优先原则
            3. 时间片原则。
      4. 不能进行进程调度的情况
         1. 在处理中断的过程中
         2. 进程在操作系统内核程序临界区中
         3. 需要完全屏蔽中断的原子操作过程中
   4. 调度的基本准则

      1. CPU 利用率
         其中计算公式为：
         $$CPU的利用率=\frac{CPU有效工作时间}{CPU有效工作时间+CPU空闲等待时间}$$