操作系统原理及应用（Linux）（第二版）教学课件王红第3章 处理机调度与死锁.ppt

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1、第3章处理机调度与死锁本章学习目标掌握处理机的三级调度掌握作业调度及进程调度的概念理解调度算法的评价准则掌握并灵活运用常用的几种作业调度、进程调度算法掌握死锁的概念、产生的原因及死锁的必要条件掌握死锁的预防方法及利用银行家算法避免死锁的方法掌握死锁的检测与恢复的方法，并能灵活运用第3章处理机调度与死锁1教学内容3.1作业管理3.2分级调度3.3作业调度3.4进程调度3.5调度算法3.6LINUX系统的调度算法3.7死锁问题3.8死锁的预防3.9死锁的避免3.10利用银行家算法避免死锁3.11死锁的检测与解除3.1.1作业

2、的概念1．作业3.1作业管理作业是用户在一次解题或一个事务处理过程中要求计算机系统所做工作的集合。也可以说，把一次应用业务处理过程，从输入开始到输出结束，用户要求计算机所做的相关该次业务处理的全部工作，称为一个作业。2．作业步通常，一个作业可以划分成若干个相对独立的步骤，每个步骤称为一个作业步。3．作业流作业流是由若干个作业组成的。在批处理系统中，通常把一批作业或按用户提交次序，或按某种算法次序依次安放到相应的输入装置上，在系统的控制下，依次输入到后援存储器中等待运行，从而形成一个作业流。4．作业的分类依据计算机系统的作

3、业处理方式不同，可把作业分成两大类：脱机作业和联机作业。5．作业管理的功能作业管理的功能包括作业调度和作业控制。所谓作业调度，就是按照某种作业调度算法从后备作业队列中选择作业进入内存并运行。作业控制就是按照作业控制语言的解释程序读取用户作业说明书，具体控制作业的执行，并按照规定的步骤对作业进行处理。3.2分级调度一个批处理型作业，从进入系统并驻留在外存的后备队列上开始，直至作业运行完毕，可能要经历以下三级调度：即作业调度、对换和进程调度。第3章处理机调度与死锁61．作业调度作业调度又称为高级调度或长调度，用于选择把外存上

4、处于后备队列中的哪些作业调入内存，并为它们创建进程、分配必要的资源。然后，再将新创建的进程排在就绪队列上，准备执行。在批处理系统中，需要有作业调度的过程，以便将它们分批地装入内存。无须再配置作业调度机制。在分时系统和实时系统中，通常也不需要作业调度。第3章处理机调度与死锁72．对换又称交换调度或中级调度。其主要任务是按照给定的原则和策略，将处于外存交换区中的就绪状态或等待状态的进程调入内存，或把处于内存就绪状态或内存等待状态的进程交换到外存交换区。第3章处理机调度与死锁83．进程调度进程调度又称为低级调度或微观调度。其主

5、要任务是按照某种策略和算法，将处理机分配给一个处于就绪状态的进程。进程调度可分为下列两种方式：（1）非抢占方式：非抢占方式不允许进程抢占已经分配出去的处理机。（2）抢占方式：抢占调度方式允许调度程序根据某种原则，暂停某个正在执行的进程，将处理机收回，重新分配给另一个进程。第3章处理机调度与死锁9第3章处理机调度与死锁完成作业调度预输入输入井缓输出图３-1作业调度与进程调度作业输出井就绪运行等待结果103.3作业调度作业调度主要是完成作业从后备状态到执行状态的转换，以及从执行状态到完成状态的转换。第3章处理机调度与死锁11

6、3.3.1作业调度的功能1．记录系统中各作业的状态2．从后备队列中挑选出一部分作业投入执行。作业调度程序根据选定的调度算法，从后备作业队列中挑选出若干作业去投入执行。3．为被选中作业做好执行前的准备工作。作业调度程序为选中的作业建立相应的进程，并为这些进程分配它们所需要的系统资源，如分配给它们内存、外存、外设等。4．在作业执行结束时做好善后处理工作。包括输出作业管理信息；回收该作业所占用的资源；撤销与该作业有关的全部进程和该作业的作业控制块等等。第3章处理机调度与死锁12按调度算法，从后备作业中选出一作业调用存储管理、设

7、备管理程序，审核资源要求分配资源调用进程管理程序建立进程进程调度放弃该作业调用存储管理，设备管理回收分配给该作业的全部资源调用会计程序，计算该作业的执行费用撤销该作业的所有进程及作业的JCB调度下一个作业后备作业队列空资源要求能满足？是出口否否图3-3(a)作业从后备状态到执行状态(b)作业从执行状态到完成状态是第3章处理机调度与死锁133.3.2调度算法的评价及准则1．面向用户的准则2．面向系统的准则141．面向用户的准则（1）周转时间短周转时间：是指作业被提交给系统开始，到作业终止为止的这段时间间隔，也称为作业周转时

8、间。它包括四部分时间：a．作业在外存后备队列上等待调度的时间。b．进程在就绪队列上等待进程调度的时间。c．进程占用CPU执行的时间。d．进程等待I/O操作完成的时间。第3章处理机调度与死锁15作业i的周转时间Ti可定义为：Ti=Tei—Tsi其中，Tei为作业i的完成时间，Tsi为作业i的提交时间。平均周转时间为：T