操作系统中的处理机调度算法详解

"这篇资料主要讨论了操作系统的处理机调度，包括处理机调度的层次、调度队列模型以及选择调度算法的原则。文章提到了不同层次的调度，如高级调度、中级调度和低级调度，并解释了它们各自的作用。此外，还提到了批处理作业调度、进程调度以及几种具体的调度算法在UNIX、5.3BSD、Windows和Linux系统中的应用。" 在操作系统中，处理机调度是至关重要的，因为它决定了系统资源如何有效地分配给各个进程。调度的层次包括： 1. 高级调度（作业调度）：负责从磁盘上的作业队列中选择作业进入内存，通常在多道批处理系统中实施，旨在优化系统的整体性能和资源利用率。 2. 中级调度（交换调度）：根据系统的当前负载情况，决定哪些进程应驻留在主存中，哪些应被换出到外存，以提高内存利用率和系统响应时间。 3. 低级调度（进程调度或CPU调度）：是最频繁执行的调度，它决定哪个就绪进程将获得CPU执行权。在实时和分时系统中，这是必不可少的功能。 调度队列模型有多种，例如： 1. 只有进程调度的模型：这种模型下，进程调度根据时间片分配CPU，当时间片用完或进程完成时，会进行新的调度决策。 2. 具有两级调度的模型：包括高级调度和低级调度，高级调度从后备作业队列中选择作业进入内存，低级调度则负责在内存中的进程间进行切换。 文章中还提及了几种具体的调度算法： - UNIX动态优先数法：通过动态调整进程的优先级来决定CPU的分配。 - 5.3BSD的多级反馈队列法：使用多个优先级队列，根据进程的行为调整其所在队列，确保公平性和响应时间。 - Windows基于优先级的抢占式多任务调度：进程按优先级分配CPU，高优先级进程可以抢占低优先级进程的执行。 - Linux的抢占式调度：允许任何优先级的进程被更高优先级的进程抢占，提高了系统的响应性。 选择调度算法时，通常会考虑以下几个原则： - 公平性：确保所有进程都有机会获得CPU时间。 - 响应时间：特别是对于交互式系统，快速响应用户请求非常重要。 - 系统吞吐量：完成的作业数量或服务的总用户数。 - CPU利用率：尽可能高效地利用处理器资源。 - 平均周转时间：从进程提交到完成的平均时间。 - 作业等待时间：从进入就绪队列到开始执行的时间。 理解这些调度层次和算法对于设计和优化操作系统至关重要，它们直接影响到系统的效率、可靠性和用户满意度。