调度操作

生活百科 2023-01-26 17:48生活百科www.aizhengw.cn

调度操作

调度在计算机中是分配工作所需资源的方法。资源可以指虚拟的计算资源,如执行绪、进程或数据流;也可以指硬体资源,如处理器、网路连线或扩展卡。调度操作是指作业系统从进程伫列或作业伫列中选择一个进程或作业运行。

基本介绍

  • 中文名调度操作
  • 外文名Scheduling Operation
  • 学科计算机
  • 定义CPU选择一个进程或作业运行
  • 有关术语调度
  • 领域作业系统

简介

调度操作是指作业系统从就绪伫列中选择一个作业或进程运行,在系统中,可能引发调度操作的时机有正在运行的进程运行完毕;运行中的进程要求I/O操作;执行某种原语操作(如P操作)导致进程阻塞;比正在运行的进程优先权更高的进程进入就绪伫列;分配给运行进程的时间片已经用完。

调度分类

在后备伫列上等待的每个作业都需经过调度才能执行。在传统的作业系统中,包括作业调度和进程调度两步。
(1) 作业调度。作业调度的基本任务是从后备伫列中按照一定的算法,选择出若干个作业,为它们分配运行所需的资源(是分配记忆体)。在将它们调入记忆体后,便分别为它们建立进程,使它们都成为可能获得处理机的就绪进程,并按照一定的算法将它们插入就绪伫列。
(2) 进程调度。 进程调度的任务是从进程的就绪伫列中, 按照一定的算法选出一个进程,把处理机分配给它,并为它设定运行现场,使进程投入执行。值得提出的是,在多执行绪 OS中,通常是把执行绪作为独立运行和分配处理机的基本单位,为此,须把就绪执行绪排成一个伫列,每次调度时,是从就绪执行绪伫列中选出一个执行绪,把处理机分配给它。

调度操作的準则

面向用户的準则

这是为了满足用户的需求所应遵循的一些準则。其中,比较重要的有以下几点。
(1) 周转时间短。通常把周转时间的长短作为评价批处理系统的性能、选择作业调度方式与算法的重要準则之一。所谓周转时间,是指从作业被提交给系统开始,到作业完成为止的这段时间间隔(称为作业周转时间)。它包括四部分时间作业在外存后备伫列上等待(作业)调度的时间,进程在就绪伫列上等待进程调度的时间,进程在 CPU 上执行的时间,以及进程等待 I/O 操作完成的时间。 其中的后三项在一个作业的整个处理过程中可能会发生多次。
对每个用户而言,都希望自己作业的周转时间最短。但作为计算机系统的管理者,则总是希望能使平均周转时间最短,这不仅会有效地提高系统资源的利用率,而且还可使大多数用户都感到满意。
(1)回响时间快。常把回响时间的长短用来评价分时系统的性能,这是选择分时系统中进程调度算法的重要準则之一。所谓回响时间,是从用户通过键盘提交一个请求开始,直至系统产生回响为止的时间,或者说,直到萤幕上显示出结果为止的一段时间间隔。它包括三部分时间从键盘输入的请求信息传送到处理机的时间,处理机对请求信息进行处理的时间,以及将所形成的回响信息回送到终端显示器的时间。
(3) 截止时间的保证。这是评价实时系统性能的重要指标,因而是选择实时调度算法的重要準则。所谓截止时间,是指某任务必须开始执行的最迟时间,或必须完成的最迟时间。对于严格的实时系统,其调度方式和调度算法必须能保证这一点,否则将可能造成难以预料的后果。
(4) 优先权準则。 在批处理、 分时和实时系统中选择调度算法时, 都可遵循优先权準则,以便让某些紧急的作业能得到及时处理。在要求较严格的场合,往往还须选择抢占式调度方式,才能保证紧急作业得到及时处理。

面向系统的準则

这是为了满足系统要求而应遵循的一些準则。其中,较重要的有以下几点
(1) 系统吞吐量高。这是用于评价批处理系统性能的另一个重要指标,因而是选择批处理作业调度的重要準则。由于吞吐量是指在单位时间内系统所完成的作业数,因而它与批处理作业的平均长度具有密切关係。对于大型作业,一般吞吐量约为每小时一道作业;对于中、小型作业,其吞吐量则可能达到数十道作业之多。作业调度的方式和算法对吞吐量的大小也将产生较大影响。事实上,对于同一批作业,若採用了较好的调度方式和算法,则可显着地提高系统的吞吐量。
(2) 处理机利用率好。对于大、中型多用户系统,由于 CPU 价格十分昂贵,致使处理机的利用率成为衡量系统性能的十分重要的指标;而调度方式和算法对处理机的利用率起着十分重要的作用。在实际系统中,CPU 的利用率一般在 40%(系统负荷较轻)到 90%之间。在大、中型系统中,在选择调度方式和算法时,应考虑到这一準则。但对于单用户微机或某些实时系统,则此準则就不那幺重要了。
(3) 各类资源的平衡利用。在大、中型系统中,不仅要使处理机的利用率高,而且还应能有效地利用其它各类资源,如记忆体、外存和 I/O 设备等。选择适当的调度方式和算法可以保持系统中各类资源都处于忙碌状态。但对于微型机和某些实时系统而言,该準则并不重要。

三个基本机制

为了实现进程调度操作,应具有如下三个基本机制
(1) 排队器。为了提高进程调度的效率,应事先将系统中所有的就绪进程按照一定的方式排成一个或多个伫列,以便调度程式能最快地找到它。
(2) 分派器(分派程式)。分派器把由进程调度程式所选定的进程,从就绪伫列中取出该进程,然后进行上下文切换,将处理机分配给它。
(3) 上下文切换机制。当对处理机进行切换时,会发生两对上下文切换操作。在第一对上下文切换时,作业系统将保存当前进程的上下文,而装入分派程式的上下文,以便分派程式运行;在第二对上下文切换时,将移出分派程式,而把新选进程的 CPU 现场信息装入到处理机的各个相应暂存器中。

Copyright@2015-2025 www.aizhengw.cn 癌症网版板所有