操作系统处理机调度解析：多层次调度策略

"该资源是关于操作系统的第三章，主要内容涉及处理机调度的层次和相关概念，包括作业调度、进程调度以及中级调度的作用和模型。此外，还提到了处理机调度队列的不同模型，以及在不同类型的系统中调度的差异。资源通过两个典型题目来进一步阐述这些概念的应用。" 操作系统中的处理机调度是管理和优化系统性能的关键部分，它主要分为三个层次： 1. 高级调度（作业调度）：这是长期调度，主要负责将磁盘上的作业选择到内存中运行。它关注的是如何提高系统的整体吞吐量和资源利用率，通常在作业提交后进行。 2. 中级调度（交换调度）：这一层调度根据系统当前的负载情况，决定哪些进程应该从内存交换到外存，以释放内存资源，同时保持系统的响应速度。中级调度在多道批处理系统和具有虚拟存储器的系统中尤为重要。 3. 低级调度（进程调度，或CPU调度）：这是最频繁执行的调度，决定哪个就绪进程获得CPU执行权。它直接影响系统的响应时间和周转时间，是所有操作系统必须具备的功能。 在不同的系统环境中，调度层次可能会有所不同。例如，在分时系统中，由于用户期待快速的交互响应，通常只需要低级调度来快速切换进程。而在多道批处理系统中，高级调度和低级调度都会被采用，以平衡系统中多个作业的执行。在具有虚拟存储器的系统中，中级调度引入以实现更好的内存管理和效率。 处理机调度队列模型通常有两种： 1. 只有进程调度的模型：在这种模型中，就绪队列和阻塞队列是主要的关注点。当一个进程的时间片用完或发生等待事件时，会被调度到相应的队列，然后由进程调度决定下一个执行的进程。 2. 具有两级调度的模型：这种模型包括高级调度和低级调度，分别对应作业调度和进程调度。在多级反馈队列中，根据不同的优先级和等待时间，进程会被放入不同的阻塞队列，以便更有效地管理和调度。 通过两个典型题目的讨论，我们可以深入理解这些概念的实际应用： 例1：唤醒的进程立即运行并不一定意味着采用的是剥夺式调度。剥夺式调度是指正在执行的进程因为某些原因（如高优先级进程就绪）被强制暂停，而被另一个进程取而代之。但如果一个进程是因为完成其时间片而被唤醒，那只是正常的轮转调度。 例2：在分时系统中，通常不需要设置作业调度，因为其主要目标是提供及时的用户交互，而不是处理大量后台作业。作业调度更多地适用于批处理系统，旨在优化大量作业的执行顺序。 处理机调度是操作系统核心功能之一，它的设计和实现直接影响着系统的性能和用户体验。通过对不同层次调度的理解和合理的调度队列模型选择，可以更好地管理并发进程，确保系统高效、公平地运行。