处理机调度与死锁

一、调度概要

1、高级调度：（作业调度）

  把外存上的处于后备队列中的作业调入内存，并且为它们创建进程分配资源。排在就绪队列上，准备执行。

分时系统、实时系统通常不需要 作业调度。

      作业控制块 JCB(Job Control Block)
       为了管理和调度作业，在多道批处理系统中为每个作业设置了一个作业控制块，如同进程控制块是进

程在系统中存在的标志一样，它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。在 JCB 中所包含的内容因系统而异，通常应包含的内容有：作业标识、用户名称、用户帐户、

作业类型(CPU 繁忙型、I/O 繁忙型、批量型、终端型)、作业状态、调度信息(优先级、作业已运行时间)、

资源需求(预计运行时间、要求内存大小、要求 I/O 设备的类型和数量等)、进入系统时间、开始处理时间、

作业完成时间、作业退出时间、资源使用情况等。

2、低级调度（进程调度、短程调度、内存调度）

从内存的就绪队列中选择一个进程去占领处理机，然后由分配程序执行把处理机分配给进程的具体操作。

功能：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。

进程调度方式： 
    非抢占方式： 一旦把处理机分配给某进程后，便让该进程一直执行，直至该进程完成或者 阻塞时，才再把处理机分配给其他进程。
        (1) 正在执行的进程执行完毕，或因发生某事件而不能再继续执行；
        (2) 执行中的进程因提出 I/O 请求而暂停执行；
        (3) 在进程通信或同步过程中执行了某种原语操作，如 P 操作(wait 操作)、Block 原语、
Wakeup 原语等。
   抢占方式  ： 允许暂停某个正在执行的进程，将已经分配给该进程的处理机分配给另一进程。
        原则 ：（1）优先权原则，优先值越大 优先权越高
                  （2） 短作业优先原则。短作业（进程）抢占当前较长的作业的处理机
                  （3） 时间片原则，每个进程按时间片运行，当一个时间片用完后重新调度
3、中级调度：

      目的： 为了提高内存利用效率和吞吐量，在后面的存储其管理中会继续深入的讲解。

      使暂时不能运用的进程从内存调至外存，进入就绪驻外状态或挂起状态，把外存上又具备运行条件的就绪进程，重新调入内存，并修改为就绪态，挂在就绪队列上。
     

4.调度模型和调度准则

a/仅有进程调度的调度队列模型

                                           

b/具有高级和低级调度的调度队列模型

　                                      　

　　就绪队列形式： 最高优先权优先调度算法

      设置多个阻塞队列：当系统较大时，只有一个阻塞队列会影响操作的效率

 

c/ 同时具有三级调度的调度队列模型

   当在 OS 中引入中级调度后，人们可把进程的就绪状态分为内存就绪(表示进程在内存
中就绪)和外存就绪(进程在外存中就绪)。类似地，也可把阻塞状态进一步分成内存阻塞和
外存阻塞两种状态。在调出操作的作用下，可使进程状态由内存就绪转为外存就绪，由内
存阻塞转为外存阻塞；在中级调度的作用下，又可使外存就绪转为内存就绪。图 3-3 示出了
具有三级调度的调度队列模型。

 

 

二、调度算法

三、死锁

　　所谓死锁(Deadlock)，是指多个进程在运行过程中因争夺资源而造成的一种僵局(DeadlyEmbrace)，

当进程处于这种僵持状态时，若无外力作用，它们都将无法再向前推进。

1、产生死锁的原因：

　　　　(1) 竞争资源。当系统中供多个进程共享的资源如打印机、公用队列等，其数目不足以

　　满足诸进程的需要时，会引起诸进程对资源的竞争而产生死锁。

　　　　(2) 进程间推进顺序非法。进程在运行过程中，请求和释放资源的顺序不当，也同样会

　　导致产生进程死锁。

2、产生死锁的必要条件

　　a/互斥条件

　　 b/请求和保持条件： 请求新的资源等待，但是对于已经占有的资源又不释放。

　 　c/ 不剥夺条件 ： 未使用完之前，不能被剥夺

　　 d/环路等待条件

 

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