《調(diào)度與死鎖》PPT課件

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1、第4章調(diào)度與死鎖本章要點●調(diào)度類型與準(zhǔn)則●調(diào)度算法●死鎖的預(yù)防與避免●死鎖的基本概念●死鎖的檢測與解除調(diào)度是操作系統(tǒng)的基本功能，幾乎所有的計算機資源在使用之前都要經(jīng)過調(diào)度。CPU是計算機中最主要的資源，經(jīng)過調(diào)度，才把CPU分配給合適的資源。進程調(diào)度是多道程序運行的根本，通過進程之間的切換CPU,操作系統(tǒng)才可以提高計算機的效率。操作系統(tǒng)必須為多個進程分配計算機資源。對于處理機而言，可分配的資源是在處理機上的執(zhí)行時間。處理機是操作系統(tǒng)中的重要資源，處理機調(diào)度算法不僅對處理機的利用率和用戶進程的執(zhí)行有影響，同

2、時還與內(nèi)存等其他資源的使用密切相關(guān)，對整個計算機系統(tǒng)的綜合性能指標(biāo)也有重要影響。處理機？2處理機processor計算機系統(tǒng)中存儲程序和數(shù)據(jù)，并按照程序規(guī)定的步驟執(zhí)行指令的部件。程序是描述處理機完成某項任務(wù)的指令序列。指令則是處理機能直接解釋、執(zhí)行的信息單位。處理機包括中央處理器，主存儲器,輸入-輸出接口。處理機加接外圍設(shè)備就構(gòu)成完整的計算機系統(tǒng)。■3●4.1調(diào)度類型與準(zhǔn)則在多道程序系統(tǒng)中，內(nèi)存中有多個進程，每個進程或者正在使用處理機，或者正在等待I/O的執(zhí)行或其他事情的發(fā)生。處理機執(zhí)行某個進程而保持忙

3、碌狀態(tài)，而此時其他進程處于等待狀態(tài)。多道程序的關(guān)鍵是調(diào)度。處理機的調(diào)度有三種：高級調(diào)度、中級調(diào)度和低級調(diào)度?！?.1調(diào)度類型與準(zhǔn)則調(diào)度類型●高級調(diào)度●低級調(diào)度●中級調(diào)度就緒阻塞執(zhí)行退出創(chuàng)建進程調(diào)度超時I/O請求或等待某事件I/O完成或事件發(fā)生接納完成阻塞掛起就緒掛起掛起掛起激活激活I(lǐng)/O完成或事件發(fā)生低級調(diào)度中級調(diào)度高級調(diào)度調(diào)度的層次高級調(diào)度中級調(diào)度低級調(diào)度又稱作業(yè)調(diào)度、宏觀調(diào)度任務(wù)：決定將外存上后備隊列中的哪些作業(yè)調(diào)入內(nèi)存。調(diào)度工作決定接納多少作業(yè)：取決于多道的程度，即內(nèi)存允許放多少個作業(yè)。接納哪些作

4、業(yè)：有調(diào)度算法決定。適用于批處理系統(tǒng)又稱進程調(diào)度、微觀調(diào)度任務(wù)：決定就緒隊列中的哪些進程將獲得處理機。調(diào)度方式非剝奪式剝奪式搶占原則時間片優(yōu)先權(quán)進程長短適用于分時、實時、批處理系統(tǒng)又稱對換程序主要作用：內(nèi)存和外存對換區(qū)之間進行進程對換，以解決內(nèi)存緊張問題。6進程調(diào)度方式●不可剝奪方式不可剝奪方式也被稱為非搶占方式。采用這種調(diào)度方式時，一旦把處理機分配給某個進程，該進程將一直執(zhí)行下去，直到運行完畢或因某種原因不能運行，才把處理機分配給其它進程，決不允許其它進程強占正在運行進程占有的處理機。優(yōu)點：實現(xiàn)簡單、

5、系統(tǒng)開銷小，適用于批處理系統(tǒng)。缺點：但是難以滿足有緊急任務(wù)的進程要求，不適用對時間要求比較嚴(yán)格的實時系統(tǒng)。7進程調(diào)度方式●可剝奪方式可剝奪方式也被稱為搶占方式。在這種方式下，允許一個進程按照某種原則，搶占其它進程占有的處理機。搶占采用優(yōu)先權(quán)原則的比較多，也就是說，如果一個進程比正在運行進程的優(yōu)先級高，則它可以搶占處理機而運行。8進程調(diào)度時機●進程退出：當(dāng)一個進程退出時必須進行調(diào)度。因為進程退出后CPU空閑必須從就緒隊列中選擇一個進程投入運行。如果沒有就緒進程，通常操作系統(tǒng)提供空轉(zhuǎn)進程?！襁M程阻塞：當(dāng)進程

6、由于等待I/O、信號或其他原因而放棄CPU時，就必須選擇另一個進程運行。9進程調(diào)度時機在另一些情況下，盡管在邏輯上不是必須的，但還是會經(jīng)常發(fā)生：●新進程創(chuàng)建：在新進程創(chuàng)建時，新進程的優(yōu)先級可能高于正在運行的進程，在可剝奪方式下，進程調(diào)度程序需要決定是否讓新進程投入運行?！裰袛喟l(fā)生：當(dāng)I/O設(shè)備完成了其他工作而發(fā)出I/O中斷時，原來等待該設(shè)備的那個進程就會從阻塞狀態(tài)變?yōu)榫途w狀態(tài)，此時，進程調(diào)度程序要決定是否選擇該進程投入運行?！駮r鐘中斷：時鐘中斷發(fā)生時，有可能一個進程運行的時間片到了，進程調(diào)度程序要決定是

7、否選擇其他進程投入運行。10調(diào)度的性能準(zhǔn)則●面向用戶的準(zhǔn)則●響應(yīng)時間快響應(yīng)時間：從用戶通過鍵盤提交請求到首次得到響應(yīng)的時間●周轉(zhuǎn)時間短：周轉(zhuǎn)時間：作業(yè)從提交到完成的時間間隔?！駜?yōu)先權(quán)準(zhǔn)則：按照進程的緊急程度、進程的大小、進程的等待時間等多種因素給每個進程規(guī)定一個優(yōu)先級，系統(tǒng)調(diào)度室，安裝優(yōu)先級的高低選擇進程●截止時間的保證：包括截止開始時間和截止完成時間11周轉(zhuǎn)時間定義●周轉(zhuǎn)時間Ti：一個用戶作業(yè)被提交到完成的時間間隔?！衿骄苻D(zhuǎn)時間●帶權(quán)周轉(zhuǎn)時間●平均帶權(quán)周轉(zhuǎn)時間12調(diào)度的性能準(zhǔn)則●面向系統(tǒng)的準(zhǔn)則●系統(tǒng)

8、吞吐量單位時間內(nèi)完成的作業(yè)數(shù)?！裉幚頇C利用率一般系統(tǒng)中處理機的利用率是40%-90%●各類資源平衡利用一個好的調(diào)度算法應(yīng)盡可能使系統(tǒng)中的所有資源都處于忙碌狀態(tài)?！窆皆跊]有用戶或者系統(tǒng)的特殊要求時，進程應(yīng)該被公平地對待，盡量避免進程“餓死”。13●調(diào)度算法是指根據(jù)系統(tǒng)的資源分配策略所規(guī)定的資源分配算法?！駥τ诓煌南到y(tǒng)目標(biāo)，通常采用不同的調(diào)度算法。下面介紹一些常用的算法?！?.2調(diào)度算法14●先來先服務(wù)調(diào)度算法（FCFS）●短作業(yè)（進程）優(yōu)