进程的调度时机切换与过程的调度方式,调度算法评价

本文探讨了进程调度的时机,说明了进程调度(低级调度)是根据算法从就绪队列中选择进程分配处理机。详细阐述了进程切换的过程,包括狭义调度与进程切换的区别,并强调了频繁切换对系统效率的影响。同时,介绍了调度算法的评价指标,如CPU利用率、系统吞吐量、周转时间和等待时间,这些都是衡量系统性能的关键因素。

1.1.1进程调度的时机

1.1.2进程调度(低级调度),就是按照某种算法从就绪队列中选择一个进程为其分配处理机。

例子:进程在操作系统内核程序临界区不能进行调度与切换 。(对的)

        进程处于临界区不能进行处理机调度。(错的)

临界资源:一个时间段内只允许一个进程使用的资源。各个进程需要互斥地访问临界资源。

临界区:访问临界资源的那段代码。

内核程序临界区一般是用来访问某种内核数据结构的,比如进程的就绪队列(由各就绪进程的PCB组成)。

1.2.1进程的切换与过程

1.2.2"狭义的进程调度"与"进程切换的"区别:

狭义的进程调度指的是从就绪队列中选中一个要运行的进程。(这个进程可以是刚刚被暂停执行的进程,也可能是另一个进程,后一种情况就需要进程切换)

进程切换是指一个进程让出处理机,由另一个进程占用处理机的过程。

广义的进程调度包含了选择一个进程和进程切换的两个步骤。

进程切换的过程主要完成了:

1.对原来允许进程各种数据的保存

2.对新的进程各种数据的恢复

(如:程序计算器、程序状态字、各种数据寄存器等处理机现场学习,这些学习一般保存在进程控制块)

注意:进程切换是有代价的,因此如果过于频繁的进行进程调度、切换,必然会使整个系统的效率降低,使系统大部分时间花在了进程切换上,而真正用于执行进程的时间减少。

1.3.1主要知识回顾

2.1.1调度算法的评价指标

 

 2.1.2CPU利用率

由于早期的cpu造价极其昂贵,因此人们会希望让cpu尽可能的多的工作(能压榨多少压榨多少)

CPU利用率:指cpu忙碌时间占总时间的比例

例如:某计算机只支持单道程序,某个作业刚开始需要在CPU上面运行5秒,然后打印机上面输出5秒,然后cpu再执行5秒,才能结束,在此过程中,cpu利用率,打印机利用率分别是多少呢?

 2.1.3系统吞吐量

对于计算机来说,希望能用尽可能少的时间处理完尽可能多的作业。

系统吞吐量:单位时间内完成作业的数量。

例如:某计算机处理完10道作业,共花费100秒,则系统吞吐量为?

10/100=0.1秒/道 

2.1.4周转时间

对于计算机的用户来说,他很关心自己的作业从提交到完成花了多少时间。

周转时间:是指作业被提交到系统开始,到作业完成为止的这段时间间隔。

它包括四个部分:

注意:后三项在一个作业的处理过程中可能会发生多次。

 

 

 2.1.5等待时间

计算机用户希望自己的作业尽可能少的等待处理机。

等待时间:指进程/作业处于等待处理机状态时间之和,等待时间越长,用户满意度越低。

对于进程来说,等待时间就是指进程建立后等待被服务的是简直和,在等待I/O完成的期间其实进程也是在被服务的,所以不计入等待时间。

 

对于作业来说,不仅要考虑建立进程后的等待时间,还要加上作业在外存后背队列中等待的时间。

一个作业总共需要被cpu服务多久,被I/O设备服务多久一般是确定不变的,因此调度算法其实只会影响作业/进程的等待时间。当然,与前面指标类似,也有"平均等待时间"来评价整体性能。

 

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