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1、第三章處理機(jī)調(diào)度與死鎖調(diào)度資源管理器模型阻塞進(jìn)程Request()Release()策略進(jìn)程進(jìn)程進(jìn)程進(jìn)程資源池資源管理器資源描述表域描述Internalresourcename資源使用的內(nèi)部名字，供操作系統(tǒng)使用Totalunit系統(tǒng)中配置的該資源類型的單元數(shù)目Availableunits某一資源類型的當(dāng)前可用單元數(shù)Listofavailableunits一組可供進(jìn)程使用的本資源類型的資源單元Listofblockedprocesses阻塞進(jìn)程列表，它們?cè)诘却撡Y源類型資源系統(tǒng)中有m中資源每種資源有多個(gè)可用
2、單元數(shù)目進(jìn)程可以請(qǐng)求可變的資源單元數(shù)目在任何給定的時(shí)刻，每種資源類型都存在一些可用的資源單元數(shù)目處理機(jī)調(diào)度（schedule）OS中的調(diào)度實(shí)質(zhì)上是一種資源分配。概念上，CPU調(diào)度指為一組就緒的進(jìn)程進(jìn)行CPU分配的過程。CPU調(diào)度程序是由用于上下文切換的機(jī)制和確定就緒進(jìn)程分配CPU順序的策略[算法]構(gòu)成的。機(jī)制（mechanism）與策略（policy）調(diào)度機(jī)制提供工具和環(huán)境來控制進(jìn)程在不同的狀態(tài)和隊(duì)列間的轉(zhuǎn)移；確定進(jìn)程管理器如何時(shí)分復(fù)用CPU，進(jìn)程如何被分配CPU和放棄CPU。調(diào)度策略定義了調(diào)度程序該從就
3、緒隊(duì)列中選擇哪一個(gè)進(jìn)程來執(zhí)行，以及什么時(shí)候進(jìn)程被剝奪CPU。處于運(yùn)行態(tài)的進(jìn)程放棄CPU的原因進(jìn)程執(zhí)行結(jié)束。進(jìn)程請(qǐng)求資源，但資源管理器確定不能為進(jìn)程分配資源。進(jìn)程進(jìn)入阻塞態(tài)并且進(jìn)入資源管理器的等待隊(duì)列。中斷產(chǎn)成后，CPU調(diào)度程序依據(jù)策略剝奪進(jìn)程對(duì)CPU的使用，將其置入就緒隊(duì)列。調(diào)度機(jī)制中斷系統(tǒng)能夠定期強(qiáng)制中斷任何進(jìn)程的執(zhí)行。這種非自愿CPU共享技術(shù)的調(diào)度程序被稱為剝奪式調(diào)度程序。這種技術(shù)可以由時(shí)鐘和時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)程序完成：時(shí)鐘提供時(shí)間片單位，時(shí)鐘設(shè)備處理程序調(diào)用調(diào)度程序完成重新調(diào)度。調(diào)度機(jī)制概念上，調(diào)度機(jī)制由幾個(gè)
4、不同部分組成：排隊(duì)器、分派器和上下文切換器。當(dāng)一個(gè)進(jìn)程變?yōu)榫途w時(shí)，它的描述表會(huì)被更新來反映這種變化，排隊(duì)器組件將描述表指針放入等候CPU的進(jìn)程列表中。當(dāng)調(diào)度程序把CPU從一個(gè)正在執(zhí)行的進(jìn)程中切換到另一進(jìn)程執(zhí)行時(shí)，上下文切換器組件將保存所有CPU寄存器的內(nèi)容，保存到正在被移出的進(jìn)程的描述表中。當(dāng)應(yīng)用程序進(jìn)程被移出后，分派器被激活，從就緒隊(duì)列中選擇一個(gè)進(jìn)程，而后完成從它選擇的進(jìn)程間的又一次上下文切換，從而分配CPU給選定的進(jìn)程。調(diào)度程序的實(shí)現(xiàn)邏輯上說，調(diào)度程序由3個(gè)函數(shù)實(shí)現(xiàn)：當(dāng)一個(gè)進(jìn)程變換到就緒態(tài)時(shí)，調(diào)度程序
5、的排隊(duì)器組件會(huì)被調(diào)用。OS中通常包含了一個(gè)保存內(nèi)部CPU狀態(tài)的函數(shù)。這是上下文切換代碼的關(guān)鍵部分，也是系統(tǒng)調(diào)用和中斷處理程序的一個(gè)重要部分。分派器是調(diào)度程序的主要部分，當(dāng)為一個(gè)新進(jìn)程分配CPU時(shí)，它會(huì)被調(diào)用。在中斷驅(qū)動(dòng)的系統(tǒng)中，分派器可以在中斷/設(shè)備處理完中斷之后被調(diào)用。調(diào)度程序的實(shí)現(xiàn)分派器運(yùn)行時(shí)，CPU切換到核心模式，運(yùn)行進(jìn)程的CPU狀態(tài)被保存，OS代碼開始運(yùn)行。CPU開始執(zhí)行與系統(tǒng)調(diào)用或中斷相關(guān)的特定的OS代碼。當(dāng)OS代碼完成時(shí)，分派器被調(diào)用。分派器代碼實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)選擇的策略，從就緒隊(duì)列中選取一個(gè)進(jìn)程運(yùn)行
6、。算法與性能調(diào)度程序的執(zhí)行時(shí)間被視為系統(tǒng)開銷，它的執(zhí)行效率對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的行為的影響也極為關(guān)鍵。調(diào)度算法必須為選擇哪個(gè)進(jìn)程來執(zhí)行定義標(biāo)準(zhǔn)。在每種情況下，性能決定了算法的選擇。調(diào)度算法是根據(jù)系統(tǒng)的資源分配策略所規(guī)定的資源分配算法。選擇調(diào)度算法的若干準(zhǔn)則在一個(gè)操作系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，如何選擇調(diào)度方式和調(diào)度算法，在很大程度上取決于操作系統(tǒng)的類型和目標(biāo)。選擇調(diào)度方式和算法的準(zhǔn)則，有的是面向用戶的，有的是面向系統(tǒng)的。面向用戶的準(zhǔn)則周轉(zhuǎn)時(shí)間相應(yīng)時(shí)間截止時(shí)間優(yōu)先權(quán)面向系統(tǒng)的準(zhǔn)則系統(tǒng)吞吐量處理機(jī)利用率資源的平衡利用進(jìn)程調(diào)度模型就緒
7、隊(duì)列調(diào)度程序CPU進(jìn)程資源管理器進(jìn)程資源進(jìn)程就緒阻塞運(yùn)行剝奪或自愿放棄分配請(qǐng)求完成新建進(jìn)程調(diào)度算法－FCFS平均周轉(zhuǎn)時(shí)間平均帶權(quán)周轉(zhuǎn)時(shí)間短進(jìn)程優(yōu)先[SPF]高優(yōu)先權(quán)優(yōu)先調(diào)度算法非搶占式優(yōu)先權(quán)搶占式優(yōu)先權(quán)優(yōu)先權(quán)的設(shè)置靜態(tài)優(yōu)先權(quán)－[進(jìn)程類型、資源需求、用戶要求]動(dòng)態(tài)優(yōu)先權(quán)優(yōu)先權(quán)設(shè)置－高響應(yīng)比優(yōu)先優(yōu)先權(quán)的變化規(guī)律可描述為：由于等待時(shí)間與服務(wù)時(shí)間之和，就是系統(tǒng)對(duì)該作業(yè)的響應(yīng)時(shí)間，故該優(yōu)先權(quán)又相當(dāng)于響應(yīng)比RP。據(jù)此，又可表示為：時(shí)間片輪轉(zhuǎn)及多級(jí)反饋隊(duì)列死鎖處理5.4死鎖臨界區(qū)的存在導(dǎo)致了死鎖問題。在軟件中，如果一個(gè)
8、進(jìn)程在請(qǐng)求資源時(shí)持有另一個(gè)資源時(shí)，就有可能產(chǎn)生死鎖。網(wǎng)格鎖死鎖產(chǎn)生的主要原因競(jìng)爭(zhēng)資源。當(dāng)系統(tǒng)中供多個(gè)進(jìn)程所共享的資源，不足以同時(shí)滿足它們的需要時(shí)，引起它們對(duì)資源的競(jìng)爭(zhēng)而產(chǎn)生死鎖；進(jìn)程推進(jìn)的順序不當(dāng)。進(jìn)程在運(yùn)行過程中，請(qǐng)求和釋放資源的順序不當(dāng)，導(dǎo)致進(jìn)程的死鎖。競(jìng)爭(zhēng)資源1競(jìng)爭(zhēng)非剝奪性資源：2競(jìng)爭(zhēng)臨時(shí)性資源打印機(jī)R1磁帶機(jī)R2P1P2P2Rel(R1)P2Rel(R2)P2Req(R1)P2Req(R2)P1Req(R1)P1Req
