3 处理机调度和死锁（上）

2024-02-17 04:52

文章标签 死锁调度处理机

本文主要是介绍3 处理机调度和死锁（上），希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！

处理机调度的实质：资源分配
处理机调度的层次：
1. 高级调度：长程调度/作业调度
2. 低级调度：短程调度/进程调度
3. 中级调度：内存调度
处理机调度算法的目标：
1. 共同目标：资源利用率、公平性、平衡性、策略强制执行
2. 批处理系统的目标：
  
  平均周转时间短（什么是周转时间？是指从作业被提交给系统开始到作业完成为止的这段时间间隔区别平均带权周转时间）、
  
  系统吞吐量高（吞吐量是指在单位时间内系统所完成的作业数尽量选择短作业运行）、处理机利用率高（选择计算量大的作业运行）
3. 分时系统的目标：
  
  响应时间快、均衡性
4. 实时系统的目标：
  
  截止时间的保证、可预测性
作业类别
1. 批处理型作业：用于巨型机和大型服务器系统（脱机运行）
2. 交互型作业：联机运行
3. 实时型作业：响应时间有实时需求的作业硬实时软实时
不同类别作业的管理、调度方式不同
批处理系统中的作业
1. 作业控制块 JCB：保存了系统对作业进行管理和调度所需的全部信息
2. 作业运行的三个阶段和三种状态：
  
  三个阶段：收容、运行、完成
  
  三种状态：后备、运行、完成
作业调度的主要任务：

按照一定的调度算法，从外存的后备队列中选取某些作业调入内存，并为它们创建进程、分配必要的资源，排在就绪队列上等待调度
作业调度算法：
1. 先来先服务调度算法 FCFS（人机无法实现交互）
2. 最短作业优先调度算法 SJF （运行时间最短）
3. 优先级调度算法 PSA （数字越小越优先）
4. 高响应比优先调度算法 HRRN （每次选择后备作业中优先级最高的作业）
  
  优先权/响应比 = （等待时间 + 运行时间）/ 运行时间数字越大优先权越高
几个计算：

到达时间

运行时间

开始时间 = max(上一个作业的开始时间 + 上一个作业的运行时间, 该作业的到达时间）

完成时间 = 开始时间 + 运行时间

周转时间 = 完成时间 - 到达时间

带权周转时间 = 周转时间 / 运行时间

平均周转时间 = sum(周转时间) / 作业个数

平均带权周转时间 = sum(带权周转时间) / 作业个数

等待时间 = 开始时间 - 到达时间
优先级

输入输出为主作业优先级最高，均衡型作业其次，计算为主作业优先级最低
进程调度：
1. 从调度方式：
  1. 非抢占式调度
  2. 抢占式调度：
    
    原则：优先权原则、短进程优先原则、时间片原则
2. 轮转调度算法 RR算法
  
  应用于分时系统
  
  时间片q大小的确定：
  
  进程数多 q小反之 q大
  
  系统要求的响应时间苛刻 q小反之 q大
3. 优先级调度算法
  1. 非抢占式优先级调度算法
  2. 抢占式优先级调度算法
  3. 优先级类型：
    1. 静态优先级：创建进程时确定，运行期间保持不变
    2. 动态优先级：创建进程时赋予，运行期间可以改变（高响应比优先）
4. 多队列调度算法
  
  不同队列优先级不同，采用的调度算法不同；同一队列进程优先级不同
5. 多级反馈队列调度算法
  
  多个就绪队列优先级依次降低，时间片依次递增，每个队列RR方式运行，靠前队列可抢占式优先调用
6. 基于公平原则的调度算法
  1. 保证调度算法
  2. 公平分享调度算法
7. 实时调度
  
  采用抢占式调度机制，具有快速切换机制（对中断的快速响应能力、快速的任务分派能力）
  1. 分类：
    
    硬实时软实时
    
    非抢占（非抢占式RR算法非抢占式优先调度算法）抢占（基于时钟中断的抢占式优先级调度算法立即抢占的优先级调度算法）
  2. 最早截止时间优先调度算法 EDF
    1. 非抢占式调度方式用于非周期实时任务
    2. 抢占式调度方式用于周期实时任务
  3. 最低松弛度优先调度算法 LLF
    
    松弛度 = 必须完成时间 - 其本身运行时间 - 当前时间
  4. 优先级倒置
死锁
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