多级调度：作业与进程在UNIX/Linux系统中的关键策略

处理机调度是操作系统管理核心资源的重要环节，它涉及处理机的分配和作业/进程的调度。在计算机系统中，为了高效利用硬件资源，通常采用多级调度机制，即作业调度和进程调度相结合。 首先，处理机的多级调度是指操作系统根据任务的层次和粒度，将调度划分为两个主要阶段：作业调度和进程调度。作业调度是宏观层面的决策，它负责管理和调度存放在外存的大量作业，这些作业可能由多个进程组成。作业调度的目标是选择合适时机将作业调入内存，并为其分配必要的资源，如内存空间和I/O设备，然后建立相应的进程并启动执行。 进程调度，也称为微观调度，发生在作业被调度到内存后，针对的是内存中的每一个独立可执行的进程。它的任务是在就绪的进程集合中选择一个进程，分配处理机时间片，确保资源的有效利用。在多任务操作系统中，这包括分时系统和个人计算机操作系统，进程可以创建子进程并发执行；而在支持多线程的系统中，线程成为基本调度单元，线程调度程序负责选择就绪线程分配处理机时间。 作业在执行过程中可能经历不同的状态，包括后备（等待调度）、执行、完成和退出系统。作业状态变迁通过作业控制块（JCB）进行管理，这个数据结构记录了作业的详细信息，如状态、资源需求和分配情况。作业调度过程中，除了决定哪个作业运行，还需进行资源分配和回收，以及处理作业完成后的善后工作，比如撤销作业控制块和相关进程资源。 确定调度策略和算法是处理机调度的关键部分，这决定了调度的公平性、效率和响应时间。不同的操作系统可能会采用不同的调度算法，如先来先服务（FCFS）、短进程优先（SPN）、最短剩余时间优先（SJF）等，每种算法都有其适用场景和优缺点。 处理机调度是操作系统的核心功能之一，它通过多级调度和细致的数据结构管理，保证了系统资源的合理分配和高效利用，对于现代计算机系统性能的优化至关重要。理解并掌握处理机调度的原理和策略，对于操作系统开发者和系统管理员来说是必不可少的知识。