处理机调度与死锁.ppt
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1、操作系统的性能在很大程度上取决于处理机调度性能的好坏,因而,处理机调度便成为操作系统设计的中心问题之一。,第四章 处理机调度与死锁,提高处理机的利用率及改善系统性能(吞吐量、响应时间)是处理机调度的主要目标。在多道程序环境下,进程数目往往多于处理机数目。这就要求系统能按照某种算法,动态地把处理机分配给就绪队列中的一个进程,使之执行。本章主要讲述各种常用调度算法及评价;介绍死锁及其解决的办法。,4.1调度的基本概念,4.2调度算法,4.3实时调度算法,4.4 多处理机调度,本章主要内容,4.5死锁,4.6 解决死锁问题的方法,4.1.1 作业的状态及概念,1.作业:在一次应用业务处理过程中,从输
2、入开始到输出结束,用户要求计算机所做的有关该次业务处理的全部工作为一个作业。如:用语言编制一个程序,系统完成如下工作:编辑 编译 链接 执行以上几个步骤总和就是一个作业。,3.作业的组成:由程序、数据和作业说明书组成。微机中:批处理文件或SHELL程序方式编写作业说明书。,2.作业步:作业步是在一个作业的处理过程中,计算机相对独立的工作。,4.1 调度的基本概念,作业说明书的主要内容,4.作业的状态及其转换,不同的阶段对应不同的状态:后备状态执行状态完成状态,分级调度,4.1.3 进程调度的功能和时机,4.1.4 调度原则与性能衡量,周转时间:,平均周转时间:,平均带权周转时间:,作业调度、中
3、级调度、进程调度、线程调度,CPU周期;调度方式:剥夺方式和非剥夺方式,公平、有效、高吞吐量、及时响应、支持优先,响应时间、截止时间,4.2调度算法,4.2.1 先来先服务FCFS(First-come-First-Serverd),优点:实现简单,有利于长作业和CPU繁忙的进程缺点:使短作业等待长作业,重要的作业等待可能不是很重要的长作业,不能用于分时和实时系统。,4.2.2 短作业优先SF(Shortest-job/Process First),优点:有利于短作业或短进程。降低了作业的平均等待时间,提高了系统的吞吐量。缺点:用户可能有意或无意地缩短作业的估计执行时间,致使该算法不一定能真正
4、做到短作业优先;,4.2.3 最高响应比优先HRN(Hight-Response-Next),R响应时间/需运行的时间1已等待的时间/需运行的时间,优点:HRN既照顾了短作业,也考虑了长作业;缺点:每次进行调度前,都要进行响应比计算,会增加系统的开销;不能满足紧迫作业或进程的需要。,4.2.4 优先权优先HPF(Highest-Priority-First),T23.5(ms)W3(ms),T26(ms)W3.89(ms),优点:可以使紧迫的任务得到优先执行。缺点:静态优先级易于实现,系统开销小,但作业或进程的优先级不够精确;动态优先级须计算优先级,增加系统的开销。,4.2.5 轮转法RR(R
5、ound Robin),4.2.6 多级反馈队列算法MF(Multiple Feedback),q=R/Nmax,优点:可以使用户得到及时的响应和服务。缺点:短进程用户和I/O繁忙型进程是不利的。特别是,当“紧迫型”的进程到来时,并不能及时的得到处理。,MF算法可以较好地协调长进程和短进程的执行。,4.3实时调度算法,4.3.1 实时系统的特点计算结果的正确性、时限、周期与非周期任务;快速的切换机制与抢占式的调度策略。,4.3.2 实时系统常用调度算法 1频率单调调度RMS(Rate-Monotontic Scheduling)算法 2最早截止优先EDF(Earliest-Deadline-F
6、irst)算法 3最低松驰度优先LLF(Least-laxity-First)算法,4.4多处理机调度,4.4.1 多处理机系统的类型,4.4.2 多处理机系统调度方式,1紧密耦合MPS和松弛耦合MPS,2对称多处理器系统和非对称多处理器系统,1.非对称多处理机系统调度方式,2对称多处理机系统调度方式自调度和组调度,4.5.1 死锁的产生,1什么是死锁,2产生死锁的原因:系统资源不足,进程推进顺序不恰当,4.5死锁,死锁是指一组并发进程彼此互相等待对方所拥有的资源,且这些并发进程在得到对方的资源之前不会释放自己所拥有的资源,从而使并发进程不能继续向前推进的状态。陷入死锁状态的进程称之为死锁进程
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