操作系统处理机调度详解：高级、中级、低级调度策略

"大学课程操作系统PPT第四章处理机调度，主要涵盖了处理机调度的重要性、层次结构，以及高级调度的相关概念，如作业、作业步、作业控制块和作业调度的功能。" 在多道程序设计环境中，操作系统需要管理多个同时存在于主存中的进程。处理机调度就是操作系统的关键组件，它负责决定哪个进程应当获得处理机资源。处理机调度的目标是优化系统的性能，包括提高处理机利用率和改善响应时间，这对于系统整体效率至关重要。 处理机调度分为三个层次：高级调度、中级调度和低级调度。高级调度，又称作业调度或长程调度，主要关注作业从外存到内存的调入。作业是批处理系统的基本单位，包含程序、数据和作业说明书。作业步是在作业运行过程中的独立加工步骤。每个作业在系统中都有对应的作业控制块（JCB），存储了作业调度和管理所需的信息。作业调度算法根据这些信息选择作业调入内存，创建进程并分配资源，然后将其放入就绪队列等待执行。 高级调度的工作流程包括审核作业的资源需求，选择合适的作业进入内存，并创建相应的进程。一旦进程创建完毕，它会被放入就绪队列，等待低级调度为其分配处理机。低级调度，也称进程调度，负责从就绪队列中选取进程并赋予其处理机时间片，让其执行。中级调度则涉及进程的交换，管理内存与外存之间的进程移动，以优化内存使用。 选择调度算法的原则通常包括公平性、响应时间、周转时间、系统吞吐量以及资源利用率等。不同的调度算法适用于不同类型的系统和应用需求，例如，短作业优先、先来先服务、优先级调度、轮转法等。理解并灵活运用这些调度策略对于构建高效的操作系统至关重要。 处理机调度是操作系统设计的核心，涉及到多个层次和策略，旨在最大化系统性能，确保各种类型的工作负载能够得到合理且高效的处理。通过理解并优化这些调度机制，可以显著提升操作系统的运行效率和用户体验。