第三章 处理机调度与死锁

3.1处理机调度的层次和调度算法的目标
处理机调度：多道程序环境下，动态的把处理机分配给就绪队列中的一个进程使之执行。
处理机调度的层次：高级调度（High Scheduling）
中级调度（Intermediate-Level Scheduling）
低级调度（Low Level Scheduling）
高级调度又称作业调度，程调度或接纳调度，它的调度对象是作业，其主要功能是根据某种算法，决定外存后备队列中的哪些作业调入内存;为它们创建进程、分配必要的资源;将新创建的进程排在就绪队列上，准备执行。
低级调度又称进程调度，微观调度，短程调度，调度的对象是进程。功能是决定内存就绪队列中的哪个进程获得处理机，进行分配工作。
中级调度又称为交换调度或者中程调度。引入目的：提高内存利用率和系统吞吐量。根据条件将一些进程调出或再调入内存。
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。
批处理系统的目标:平均周转时间短，系统吞吐量高，处理机利用率高。
分时系统的目标：相应时间快，均衡性。
实时系统的目标：截止时间的保证，可预测性。

3.2作业与作业调度
作业（Job)数据，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，在批处理系统中，是以作业为基本单位从外存调入内存的。
作业步（Job Step)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。我们把其中的每一个加工步骤称为一个作业步。
作业控制块（Job Control Block)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。
作业运行的三个阶段和三种状态：收容阶段，运行阶段，完成阶段；后备状态，运行状态，完成状态。
先来先服务调度算法FCFS是最简单的调度算法，按先后顺序进行调度。既可用于作业调度，也可用于进程调度。
短作业（进程）优先调度算法SJF/SPF：优点：
通过上表可见采用SJF/SPF算法，平均周转时间、平均带权周转时间都有明显改善。SJF/SPF调度算法能有效的降低作业的平均等待时间，提高系统吞吐量。
高响应比优先调度算法HRRN：适用于短作业较多的批处理系统中，其主要不足是长作业的运行得不到保证。HRRN为每个作业引入动态优先权。
3-3进程调度
进程调度的任务：保存处理机的现场信息，按某种算法选取进程，把处理器分配给进程。
进程调度机制中的基本三部分：排队器，分派器，上下文切换器。
进程调度方式：非抢占方式，抢占方式。
抢占原则：优先权原则，短进程优先原则，时间片原则。
优先级的类型：1）静态优先级。确定进程优先级大小的依据：进程类型，进程对资源的需求，用户要求。2）动态优先级。
多级反馈队列调度算法的调度机制可描述如下：1)设置多个就绪队列。2）每个队列都采用FCFS算法。3）按队列优先级调度。
3-4实时调度
实现实时调度的基本条件：
1.提供必要的信息
（1）就绪时间（2）开始截止时间和完成截止时间（3）处理时间（4）资源要求（5）优先级
2.系统处理能力强
3.抢占式调度机制
4.具有快速切换机制。该机制应具有以下两种能力
（1）对中断的快速响应能力（2）快速的任务分配能力。
根据实时任务性质，可将实时调度的算法分为硬实时调度算法和软实时调度算法。按调度方式，可分为非抢占调度算法和抢占调度算法。
非抢占调度算法有非抢占轮转调度算法和非抢占优先调度算法。
抢占调度算法可根据抢占发生时间不同分为基于时钟中断的抢占优先级调度算法和立即抢占的优先级调度算法。