处理机调度 概念和层次
调度的基本概念
当有一堆任务要处理,但由于资源有限,这些事情没法同时处理。这就需要确定某种规则来决定处理这些任务的顺序,这就是“调度”研究的问题。
在多道程序系统中,进程的数量往往是多于处理机的个数的,这样不可能同时并行地处理各个进程。
调度的三个层次——高级调度
由于内存空间有限,优势无法将用户提交的作业全部放入内存,因此就需要确定某种规则来决定将作业调入内存的顺序。
高级调度(作业调入)。按一定的原则从外存上处于后备队列的作业中挑选一个(或多个)作业,给他们分配内存等必要资源,并建立相应的进程(建立PCB),以使他们获得竞争处理机的权利。
高级调度是辅存(外存)与内存之间的调度。每个作业只调入一次,调出一次。作业调入时会建立相应的PCB,作业掉出时才撤销PCB。高级调度只要是指调入的问题,因为只有调入的时机需要操作系统来确定,但调出的时机必然是作业运行结束才调出。
调度的三个层次——中级调度
引入了虚拟存储技术之后,可将暂时不能运行的进程调至外存等待。等它重新具备了运行条件且内存又稍有空闲时,再重新调入内存。
这么做的目的是为了提高内存利用率和系统吞吐量。
暂时调到外存等待的进程状态为挂起状态。值得注意的是,PCB并不会一起调到外存,而是会常驻内存。PCB中会记录进程数据在外存中的存放的位置,进程状态等信息,操作系统通过内存中的PCB来保持对各个进程的监控、管理。被挂起的进程PCB会被放到的挂起队列中。
中级调度(内存调度),就是要决定哪个处于挂起状态的进程重新调入内存。
一个进程可能会被多次调出、调入内存,因此中级调度发生的评率要比高级调度更高。
进程的挂起态与七状态模型
暂时调到外存等待的进程状态为挂起状态
挂起态又可以进一步细分为就绪挂起、阻塞挂起两种状态
五状态->七状态模型
注意“挂起”和“阻塞”的区别,两种状态都是暂时不能获得CPU的服务,但挂起态是将进程映像调到外存去了,而阻塞态下进程映像还在内存中。
有的操作系统会把就绪挂起、阻塞挂起分为两个挂起队列,甚至会根据阻塞原因不同再把阻塞挂起进程进一步细分为多个队列。
调度三个层次——低级调度
低级调度(进程调度),其主要任务是按照某种方法和策略从就绪队列中选取一个进程,将处理机分配给塔。
进程调度是操作系统中最基本的一种调度,在一般的操作系统中都必须配置进程调度。
进程调度的评率很高,一般几十毫秒一次。