处理器管理与调度算法详解

"调度算法-操作系统ppt" 在操作系统中，调度算法是管理处理器分配的关键机制，确保系统资源的有效利用和高效率。调度算法分为高级调度（也称为作业调度）和低级调度（也称为进程调度）。高级调度主要关注作业的选取，决定哪些作业应该从外存的后备队列调入主存，以便准备执行。而低级调度则负责在主存中的进程之间进行切换，选择下一个占用CPU的进程。 多道批处理系统中，作业调度允许同时将多个作业放入主存，形成并发执行的进程。如果采用先来先服务（FCFS）调度算法，并且就绪队列中仅允许一个进程，系统实际上会类似于单道批处理系统，先进入的作业可以一直执行至结束，没有抢占发生。 在处理器管理的章节中，我们关注的是中央处理器（CPU）、中断技术和进程与线程的管理。中断技术是CPU响应外部或内部事件的方式，它暂停当前执行的任务，转而处理紧急事件。进程是操作系统中运行程序的实例，具有独立的资源和状态，包括运行、就绪、阻塞等状态。线程是进程内的执行单元，轻量级，共享进程资源，允许并发执行。 处理器调度算法决定了进程占用CPU的顺序，常见的算法有FCFS、短作业优先（SJF）、优先级调度、时间片轮转等。每种算法都有其适用场景和优缺点，例如FCFS简单公平，但可能导致短进程等待时间过长；SJF能提高系统吞吐量，但难以预估进程执行时间；优先级调度可以优先处理重要任务，但可能导致低优先级进程饥饿；时间片轮转则保证了响应时间，适合交互式系统。 进程和程序的区别在于，程序是静态的代码集合，而进程是程序在内存中的动态执行实体，包含代码、数据、堆和栈。同一程序可以对应多个进程，例如多个聊天软件实例。在多进程环境下，为了使每个进程感觉自己独占CPU，操作系统采用时间片轮转等分时复用技术，通过保存和恢复进程上下文（如PC、寄存器和内存状态）在进程间快速切换。这种切换通常由时钟中断触发，保证了多个进程看似同时执行。 操作系统中的调度算法和进程管理是保证系统性能和响应性的重要组成部分，涉及到进程创建、状态转换、上下文切换等多个层面，而这些概念和技术对于理解和优化操作系统至关重要。