操作系统原理学习笔记(十一)-处理机调度的层次与调度算法的目标

操作系统原理学习笔记目录

这节与下一节讲的有点远,所以比较短。

处理机调度的层次

调度的实质是资源分配。

  • 高级调度(High Level Scheduling)/长程调度/作业调度:
    调度对象是作业,根据算法决定哪些作业调入内存,放入就绪队列。
    用于多道批处理系统,在分时系统和实时系统中不设置。
  • 低级调度(Low Level Scheduling)/进程调度/短程调度:
    调度对象是进程/内核级线程,决定就绪队列哪些进程获得处理机。
    最基本的调度,在多道批处理、分时系统、实时系统中都必须配置。
  • 中级调度(Intermediate Scheduling)/内存调度:
    引入目的是,提高内存利用率与系统吞吐量,中级调度决定哪些将被挂起,但具备运行条件的就绪进程重新调入内存。
    中级调度实际上是存储器管理中的兑换功能。

三种调度中,进程调度运行频率最高,在分时系统中仅10~100ms进行一次,为提高效率,不应使用复杂算法。
作业调度发生在一批作业运行完毕并退出系统,又需要重新调入作业进入内存时,几分钟运行一次,允许使用复杂算法。
中级调度运行频率介于上述两者之间。

处理机调度的算法

处理机调度算法的共同目标
  • 资源利用率:提高对系统资源的利用。其中,CPU利用率=CPU有效工作时间/(CPU有效工作时间+CPU空闲等待时间)。
  • 公平性:各进程获得合理的CPU时间,不发生进程饥饿。公平性是相对的,相同类型的进程应获得相同的服务,不同进程根据紧急程度或重要性的不同获得不同服务。
  • 平衡性:使得系统中CPU与各外部设备都能经常处于忙碌状态。
  • 策略强制执行:对所指定的策略包括安全策略,若需要,则必须执行。
批处理系统的目标
  • 平均周转时间短:周转时间是指从作业被提交给OS,到作业完成的时间,包括四部分:作业在外存后备队列等待调度的时间,在就绪队列等待进程调度的时间,在CPU上执行时间,进程等待I/O操作完成的时间。
    带权周转时间描述为作业周转时间T与系统为它提供服务的时间Ts之比,即W=T/Ts
  • 系统吞吐量高:吞吐量是单位时间系统完成作业数。
  • 处理机利用率高。
分时系统的目标
  • 响应时间快:响应时间是从用户通过键盘提交一个请求开始,到屏幕上显示出处理结果的时间间隔。包括三个部分:请求信息从输入到处理机的时间,处理机对其的处理时间,将响应信息送回显示器的时间。
  • 均衡性:系统响应时间与用户请求复杂性匹配。
实时系统的目标
  • 截止时间的保证:截止时间是指任务最迟执行时间或最迟完成时间。实时系统调度算法的主要目标是保证截止时间。对于HRT任务,截止时间必须保证,对于SRT任务,截止时间基本保证。
  • 可预测性:请求可预测性,如电影的连续播放。若使用双缓冲,可对连续两帧并行处理,提高实时性。

You may also like...

发表评论

您的电子邮箱地址不会被公开。 必填项已用*标注