处理机调度详解：分级、算法与实时系统

"第4章处理机调度主要探讨了操作系统的调度机制，包括分级调度、作业调度、进程调度以及调度算法的评价。内容涵盖了作业的状态转换、调度的层次以及实时系统调度方法。调度的目标是有效地分配处理机资源，提高系统性能，衡量指标包括周转时间、吞吐率、响应时间和设备利用率。周转时间是从作业提交到完成的总时间，吞吐率是单位时间内系统完成的工作量，响应时间是用户请求到收到结果的时间，而设备利用率则关注输入输出设备的使用效率。在分级调度中，作业经历了提交、收容、执行和完成四个状态。作业调度负责从后备作业中选择并分配资源，交换调度则管理内存与外存之间的作业交换，而进程调度则决定哪个进程实际获得处理机执行。此外，实时系统调度有其特殊要求，确保任务在规定时间内完成。" 在操作系统中，处理机调度是至关重要的部分，它决定了系统如何高效地分配计算资源给不同的任务。作业调度是处理机调度的第一级，它从大量的待处理作业中选取一部分放入内存，并为这些作业创建进程，分配必要的资源。作业调度的决策通常基于作业的优先级、到达时间等因素。一旦作业被调度到内存，它们可能需要等待进一步的资源，此时就进入了就绪队列。 交换调度（中级调度）则涉及将内存中的进程换出到外存的交换区，以便为新作业腾出空间。这通常发生在内存资源紧张时，通过换入换出进程来平衡内存使用。进程调度是处理机调度的最底层，它决定了当前哪个进程应当获得CPU执行权。常见的进程调度算法有先来先服务（FCFS）、短作业优先（SJF）、优先级调度和轮转法（RR）等。每种算法都有其优缺点，例如FCFS简单但可能导致长作业等待时间过长，而SJF则能减少平均等待时间，但对短作业有利，可能导致长作业的不公平。 实时系统调度方法则更注重确定性和响应时间，确保关键任务能在预定时间内完成。这些系统通常采用抢占式调度，允许高优先级的任务中断低优先级任务的执行。调度策略的选择会直接影响系统的整体性能和用户满意度。在设计和实现调度策略时，需要综合考虑各种因素，如系统需求、资源限制以及不同任务的特性，以达到最优的系统性能。