操作系统中的处理器调度详解

"这篇内容主要讨论了计算机操作系统中的处理器管理，特别是处理器调度的三个层次：高级调度、中级调度和低级调度，以及它们在不同操作系统环境下的作用和功能。" 在计算机操作系统中，处理器调度是确保系统高效运行的关键组件。它涉及到如何合理地分配处理器资源给不同的进程，以优化系统性能和响应时间。 高级调度（长程调度/作业调度）主要关注的是作业的进入和退出。在分时操作系统中，高级调度决定是否接受新的终端用户连接，以及命令能否转化为进程进入就绪队列。而在批处理操作系统中，高级调度负责从后备作业队列中选择作业，将其加载到主存并准备执行。它的主要目标是根据预定策略来优化系统的整体作业吞吐量。 中级调度（平衡负载调度）则是在内存管理和负载控制之间起着桥梁作用。其目的是提高内存的利用率和系统的整体吞吐量。中级调度会将某些进程换出主存，使其进入挂起状态，以此减轻处理器和其他资源的竞争，从而达到平滑系统负载的效果。这一层次的调度在现代操作系统中尤其重要，因为它可以动态调整系统资源的分配，以应对不断变化的工作负载。 低级调度（短程调度/进程调度）是最直接与处理器资源打交道的部分。它负责决定哪个就绪进程或内核级线程应当获取处理器，并控制其占用处理器的时间。低级调度是操作系统的核心部分，其策略的优劣直接影响系统的响应速度和并发性。低级调度不仅要记录进程或线程的状态，还要负责处理器的分配和回收，确保系统的流畅运行。 在理解这些调度层次时，还需要注意它们与进程状态转换的关系。进程可以在新建态、就绪态、运行态、等待态和终止态之间转换，而这些转换往往由不同级别的调度器触发。例如，高级调度可能导致进程从新建态转为就绪态，中级调度可能使进程从就绪态变为挂起就绪态，而低级调度则会控制进程从就绪态转为运行态或反之。 计算机操作系统的处理器管理是一个复杂的过程，通过高级调度、中级调度和低级调度的协调工作，可以有效地管理处理器资源，提高系统效率，并确保用户获得良好的交互体验。