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相关知识点:18个
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进程调度即处理机调度,它的主要功能是确定在什么时候分派处理机,并确定分给哪一个进程。在一些操作系统中,一个作业从提交到完成需要经历高、中、低3级调度。
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.高级调度:又称"长调度""作业调度"或"接纳调度",它决定处于输入池中的哪个后备作业可以调入主系统做好运行的准备,成为一个或一组就绪进程。系统中一个作业只需经过一次高级调度。
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.中级调度:又称"中程调度"或"对换调度",它决定处于交换区中的哪个就绪进程可以调入内存,以便直接参与对CPU的竞争。在内存资源紧张时,为了将进程调入内存,必须将内存中处于阻塞状态的进程调至交换区,以便为调入进程腾出空间。
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.低级调度:又称"短程调度"或"进程调度",它决定处于内存中的哪个就绪进程可以占用CPU,是操作系统中最活跃、最重要的调度程序,对系统的影响很大。
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调度方式是指当有更高优先级的进程到来时如何分配CPU。调度方式分为可剥夺式和不可剥夺式两种。可剥夺式是指当有更高优先级的进程到来时,强行将正在运行的进程所占用的CPU分配给高优先级的进程;不可剥夺式是指当有更高优先级的进程到来时,必须等待正在运行的进程自动释放占用的CPU,然后将CPU分配给高优先级的进程。
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常用的进程调度算法有:先来先服务、时间片轮转、优先级调度和多级反馈调度算法。
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先来先服务(FCFS)是按照作业提交或进程变为就绪状态的先后次序,分配CPU。即每当进入进程调度时,总是将就绪队列队首的进程投入运行。FCFS的特点比较有利于长作业,而不利于短作业;有利于CPU繁忙的作业,而不利于输入/输出繁忙的作业。
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FCFS算法主要用于宏观调度,时间片轮转算法主要用于微观调度,通过时间片轮转,提高进程并发性和响应时间,从而提高资源利用率。
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时间片轮转的实现过程是将系统中所有的就绪进程按照FCFS原则,排成一个队列。每次调度时将CPU分派给队首进程,让其执行一个时间片。时间片的长度从几毫秒到几百毫秒。在一个时间片结束时,发生时钟中断,调度程序据此暂停当前运行进程的执行,将其送到就绪队列的末尾,并通过上下文切换执行当前的队首进程。进程可以未使用完一个时间片,就出让CPU(如阻塞)。
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.时间片长度变化的影响:时间片过长,退化为FCFS算法,进程在一个时间片内都执行完,造成响应时间长;时间片过短,用户的一次请求需要多个时间片才能处理完,上下文切换次数增加,系统效率降低,同样造成响应时间增长。
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.对响应时间的要求:T(响应时间)=N(进程数目)×q(时间片)。
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.系统的处理能力:应当使用户输入在一个时间片内能处理完,否则会使响应时间、平均周转时间和平均带权周转时间延长。
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.静态优先级:进程的优先级是在创建时就已确定好了的,直到进程终止都不会改变。确定优先级的依据主要有:进程类型(系统进程优先级较高)、对资源的需求(对CPU和内存需求较少的进程优先级较高)、用户要求(紧迫程度和付费多少)。
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.动态优先级:在创建进程时赋予一个优先级,在进程运行过程中还可以改变,以便获得更好的调度性能。进程每执行一个时间片,就降低其优先级,从而一个进程持续执行时,其优先级可能会降低到出让CPU为止。
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多级反馈调度算法是时间片轮转算法和优先级算法的综合与发展。其优点是:照顾了短进程、提高了系统吞吐量、缩短了平均周转时间;照顾输入/输出型进程,获得较好的输入/输出设备利用率和缩短响应时间;不必估计进程的执行时间,动态调节优先级。
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