操作系统中的处理机三级调度详解

"这篇文档是关于操作系统调度的详细讲解，主要涵盖了处理机调度的三个层次：高级调度、中级调度和低级调度。文档适合学习操作系统原理的读者参考使用，提供了丰富的调度策略和算法的分析。" 操作系统调度是操作系统中至关重要的一个部分，它负责有效地管理和分配系统的处理机资源，确保系统能高效、公平地运行各种任务。在大型系统中，由于可能同时存在大量批处理作业和终端用户，调度策略的选择直接影响到系统的整体性能和响应时间。 1. 高级调度（作业调度）： 高级调度主要关注的是作业的生命周期管理。它从磁盘上的作业队列中选择合适的作业，将它们加载到主存中准备执行，并在作业完成后进行必要的清理工作。高级调度通常基于作业的优先级、到达时间等因素进行决策，以优化系统资源的长期利用率。 2. 中级调度： 中级调度的作用在于动态调整系统的负载，以应对实时变化的系统需求。它会将内存中的一部分进程换出到磁盘上（挂起），释放内存资源，同时根据系统状态将其他进程从磁盘换入内存（解除挂起）。这样可以减少内存压力，提高系统吞吐量，并使得更多进程有机会获取处理机资源。 3. 低级调度（进程调度）： 低级调度是处理机调度中最频繁进行的部分，它负责在就绪队列中选择一个进程，将其分配给处理机执行。进程调度通常采用不同的调度算法，如先来先服务（FCFS）、短作业优先（SJF）、优先级调度、轮转法（RR）等。这些算法各有优缺点，例如FCFS简单公平，但可能导致长进程等待时间过长；SJF可以提高平均周转时间，但难以实现；优先级调度可以保证紧急任务得到及时处理，但可能导致饥饿现象；而RR则在响应时间和公平性之间取得平衡。 在实际操作系统中，调度策略往往是多级混合的，结合了高级、中级和低级调度的优点，以实现更高效的资源分配。此外，现代操作系统还引入了多核调度、实时调度等概念，以适应更加复杂和多变的计算环境。 文档中还深入探讨了各种调度算法及其评价标准，包括周转时间、等待时间、响应时间、吞吐量等，这些都是衡量调度效率的关键指标。通过对这些内容的学习，读者能够更好地理解和设计操作系统中的调度策略，提升系统的运行效率。