计算机操作系统基础 (六)--- 作业管理之进程调度

发布于: 2020 年 06 月 29 日
计算机操作系统基础(六)---作业管理之进程调度

引言

本文为第六篇,作业管理之进程调度,本文主要介绍进程调度的概述和进程调度的算法

一、进程调度概述

进程调度是指计算机通过决策决定哪个就绪进程可以获得CPU使用权。也就是说,进程调度指的是计算机选择哪一个进程可以使用CPU,前提是这个进程的状态为就绪状态

进程调度有两个步骤:

  • 保留旧进程的运行信息,请出旧进程

  • 选择新进程,准备运行环境并分配CPU

为了实现进程调度的这两个步骤,就需要了解三种重要的机制:

  • 就绪队列的排队机制

  • 选择运行进程的委派机制

  • 新老进程的上下文切换机制

就绪队列的排队机制

(1)就绪队列的排队机制

就绪队列中摆放着所有的就绪状态的进程

就绪队列的排队机制就是为了提高进程调度的效率,事先将就绪进程按照一定的方式排成队列,以便调度程序可以最快找到就绪进程

(2)选择运行进程的委派机制

这个机制就要求可以从就绪队列中选出一个进程,然后让去CPU中进行执行。调度程序以一定的策略选择就绪进程,将CPU资源分配给它

(3)新老进程的上下文切换机制

如果要将新的进程调度到CPU中,就需要将老的进程的CPU环境备份出来,然后将新的进程的CPU环境切换进去。它保存当前进程的上下文信息,装入被委派执行进程的运行上下文

在CPU里面有一个高速缓存,这个机制就是首先将老进程的上下文备份到主存中,接着将新的进程的上下文放入到CPU中,准备环境,让新的进程可以运行起来,这个就是新老进程的上线文切换机制。这三个就是进程调度所需要的三个基本的机制

思考一个问题,如果进行调度的时候,老的进程还没有执行完,这个时候怎么办?

按照老的进程有没有执行完,将进程调度的方法分为两大类:

  • 非抢占式的调度

  • 抢占式调度

非抢占式的调度

  • CPU一旦分配给某个进程,就让该进程一直使用下去

  • 调度程序不以任何原因抢占正在被使用的CPU

  • 直到进程完成工作或因为IO阻塞才会让出CPU

抢占式调度

  • 允许调度程序以一定的策略暂停当前运行的进程

  • 保存好旧进程的上下文信息,分配CPU给新进程

两种方式进行一个对比

进程调度的算法

  • 先来先服务调度算法

  • 短进程优先调度算法

  • 高优先权优先调度算法

  • 时间片轮转调度算法

先来先服务调度算法

在就绪队列中,按照先来先服务的原则,优先选择队列前面的进程进行调度

短进程优先调度算法

  • 调度程序优先选择就绪队列中估计运行时间最短的进程

  • 短进程优先调度算法不利于长作业进程的执行

高优先权优先调度算法

这个算法是以优先级为基础的

  • 进程附带优先权,调度程序优先选择权重高的进程

  • 高优先权优先调度算法使得紧迫的任务可以优先处理

前边文章中有说到,前台进程的优先级要高于后台进程的优先级,因为前台进程是与用户进行交互的,为了保证用户在使用系统的时候不会卡顿,因此前台进程权重就要高于后台进程

时间片轮转调度算法

按先来先服务的原则排列就绪进程

每次从队列头部取出待执行进程,分配一个时间片执行(把这个时间片用完了,不管这个进程有没有执行完,都会将这个进程重新的插到队列的尾部。每个进程分配的时间片都是一样的)。是相对公平的调度算法,但不能保证及时响应用户

在快速变化的技术中寻找不变,才是一个技术人的核心竞争力。知行合一,理论结合实践

站在了巨人的肩膀上学习,向前辈致敬

参考:https://coding.imooc.com/class/355.html

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