"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。