CPU调度:高级、中级与低级,调度策略与算法详解
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更新于2024-08-04
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OS期末复习目录1详细探讨了CPU调度的相关知识,这是操作系统设计和管理的核心部分。首先,调度主要分为三个层次:高级调度、中级调度(交换调度)和低级调度(进程或线程调度)。高级调度涉及外存作业的管理和内存资源分配,创建进程控制块(PCB),并将数据加载到内存;中级调度关注于进程在内存和外存之间的切换;低级调度则负责CPU的微观管理,从就绪队列中选择合适的进程或线程。
调度策略的时机非常重要,非抢占式调度发生在进程暂停或等待I/O操作,而抢占式调度则在时间片用完或遇到更高优先级任务时。调度准则包括提高CPU利用率、增大吞吐量、缩短响应时间和降低周转时间。常见的调度算法如FCFS(先来先服务)、SJF(短作业优先)、SRTF(最短剩余时间优先)、优先级调度和RR(轮转)等,各有优缺点,如RR可能导致上下文切换频繁。
在多处理器系统中,调度要考虑多处理器架构,如非对称或多处理器(CS架构)和对称多处理器(P2P架构)。处理器亲和性是优化性能的一种策略,确保线程尽量在一个特定的处理器上运行,从而减少数据传输开销。负载平衡则是将工作负载均匀分布在各个处理器上,避免某个处理器过载。
操作系统的基本功能包括文件管理、设备管理、进程管理和存储管理,这些都是CPU调度得以实现的基础。操作系统通过目态和管态的概念来区分用户和内核操作,用户在目态下执行常规任务,而内核(管态)负责执行特权操作,如系统调用和中断处理。在调度过程中,从用户态到内核态的切换需要特定的权限转换机制。
总结来说,CPU调度是操作系统的关键组成部分,它决定了系统资源的有效利用和用户体验。理解和掌握各种调度算法、时机选择以及处理器管理和负载平衡策略,对于深入理解操作系统原理和技术至关重要。
2024-01-03 上传
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