处理机调度的层次与队列模型解析

"该资源主要介绍了处理机调度的层次和调度队列模型，涉及到作业调度、进程调度以及中级调度的概念，并详细阐述了不同调度层次的功能和应用场景。在处理机调度队列模型中，讨论了仅有进程调度的情况以及具有两级调度的情况，强调了调度对系统性能的影响。" 操作系统中的处理机调度是核心功能之一，它决定了如何有效地分配CPU资源给不同的进程或作业。调度主要分为三个层次： 1. 高级调度（作业调度，Long-term Scheduling）：主要负责从大量的作业中选择部分进入内存进行运行，通常在作业提交后进行，主要目标是提高系统资源的利用率和作业的周转时间。 2. 中级调度（交换调度，Medium-term Scheduling）：当内存资源紧张时，将部分非活跃进程换出到外存，释放内存空间给其他进程，待条件合适时再将其换入。中级调度旨在平衡内存使用和系统响应速度。 3. 低级调度（进程调度，Short-term Scheduling）：也称为CPU调度，是最频繁执行的调度，决定当前内存中的哪个就绪进程获取CPU执行。目标是减少进程等待时间，提高系统吞吐量和响应时间。 处理机调度队列模型主要包括以下两种： - 仅有进程调度的处理机调度队列模型：在这个模型中，进程经历就绪、运行、阻塞和等待事件的状态转换。例如，一个进程在时间片用完后从运行状态转为就绪状态，等待事件发生时进入阻塞队列，事件发生后返回就绪队列，等待被进程调度选择执行。对于交互式用户，这种模型可以快速响应用户请求。 - 具有两级调度的处理机调度队列模型：这种模型适用于更复杂的系统，如分时系统或具有虚拟存储器的系统。除了低级调度，还包括中级调度。在低级调度中，从就绪队列选择进程执行；中级调度则管理静止就绪队列和静止阻塞队列，将进程在主存和外存之间进行交换，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、系统吞吐量和资源利用率等。不同的调度策略会根据系统的具体需求和应用场景进行选择，例如先来先服务（FCFS）、短进程优先（SPF）、时间片轮转（RR）等。 处理机调度是操作系统中至关重要的部分，通过合理的设计和调度策略，可以确保系统高效、公平地为众多进程提供服务。