计算机操作系统第三章：处理机调度与死锁 - 调度算法与死锁解决 方法

计算机操作系统是一个管理计算机硬件和软件资源的系统软件。在操作系统中，处理机调度是对CPU的管理的一个重要部分，它涉及到作业和进程的关系，以及作业调度和进程调度的策略和算法。具体来说，处理机调度分为几个层次，包括高级调度，中级调度和低级调度。在本文中，我们将重点介绍处理机调度的层次、调度队列模型和调度准则、调度算法以及死锁的产生、预防和解除。 首先，处理机调度的层次包括高级调度、中级调度和低级调度。高级调度也称为作业调度，其目标是将外存中的作业调入内存。作业是一个比程序更广泛的概念，包括程序、数据和作业说明书。在批处理系统中，作业是以作业为单位进行调度的。作业运行期间，需要经过若干个相对独立、又相互关联的作业步，每个作业步是一个独立的加工步骤。典型的作业通常分为编译、运行和输出等步骤。 中级调度也称为长程调度或接纳调度，其目标是将后备队列中的作业调入内存。在这个过程中，需要考虑内存和外存的空间资源，以及作业的优先级等因素。中级调度是作业调度的一个重要环节，它影响着系统的整体性能和吞吐量。 低级调度也称为进程调度，其目标是将内存中的进程分配给CPU。在处理机调度的过程中，需要考虑到进程的状态转换和优先级等因素，以确保系统能够高效地利用CPU资源，提高系统的响应速度和效率。进程调度是处理机调度中的一个重要环节，影响着系统的实时性和稳定性。 在处理机调度中，调度队列模型和调度准则是非常重要的。调度队列模型包括就绪队列、等待队列和完成队列等，用来管理各个进程的状态转换和调度。调度准则包括先来先服务、最短作业优先、最短剩余时间优先、高响应比优先和多级反馈队列等，用来确定进程的执行顺序和优先级。 此外，调度算法是处理机调度的核心内容。常见的调度算法包括先来先服务调度、最短作业优先调度、最高响应比优先调度、时间片轮转调度和多级反馈队列调度等。这些调度算法具有不同的适用范围和特点，可以根据系统的具体需求和性能要求选择合适的调度算法来提高系统的效率和性能。 另外，处理机调度还涉及到实时调度和死锁处理。实时调度是指对实时任务的调度，确保任务能够在规定的时间内完成，以满足系统的实时性要求。死锁是指在系统中存在多个进程相互等待对方释放资源的情况，导致系统无法继续运行的状态。为了预防和解除死锁，可以采取多种方法，包括资源分配策略、死锁检测和死锁解除等。 综上所述，处理机调度是操作系统中一个重要的部分，涉及到作业和进程的管理、资源的调度和系统性能的优化等方面。通过深入理解处理机调度的层次、调度队列模型和调度准则、调度算法以及死锁的产生、预防和解除，可以有效地提高系统的运行效率和稳定性，确保系统能够高效地利用硬件资源，提高系统的整体性能。因此，对处理机调度的理解和应用具有重要的意义，对于学习和应用操作系统有着重要的指导作用。