處理機排程 筆記四

2021-08-11 04:03:07 字數 2794 閱讀 9677

0.處理機排程的層次

高階排程(high level scheduling):又稱長程排程或作業排程,它的排程物件是作業。決定將外存上處於後備佇列中的哪幾個作業調入記憶體。高階排程主要用於多道批處理系統中,在分時和實時系統中不設定高階排程。

低階排程(low level scheduling):又稱短程排程或程序排程,它的排程物件是程序(或核心級執行緒)。它決定哪個程序獲得處理機,並將處理機分配給選中的程序。

中級排程(intermediate scheduling):又稱記憶體排程。引入中級排程是為了提高記憶體利用率和系統的吞吐量,將哪些暫時不能執行的程序調至外存等待,此時這些程序的狀態稱為就緒駐外狀態(或掛起狀態)。當它們具備執行條件且稍有空閒時,由中級排程來決定,將外存上具備執行條件的就緒程序重新調入記憶體,並修改其狀態為就緒狀態。

一、作業排程

1. 批處理系統中的作業

作業不僅包含了程式和資料,還應該配有乙份作業說明書。在批處理系統中,以作業為基本單位從外存調入記憶體,並且為了管理和排程作業,設定了jcb(作業控制塊)。

作業執行有三個階段:收容階段、執行階段、完備階段,三個階段對應三個狀態:後備狀態、執行狀態、完備狀態。

2.常見的作業排程演算法

①先來先服務(fcfs)排程演算法

該方法簡單粗暴,可用於作業排程和程序排程。它按照作業(或程序)到達的先後次序進行排程,其他的不考慮。

②短作業優先(sjf)排程演算法

它從外存的作業後備佇列中選擇若干個估計執行時間最短的作業,優先將它們調入記憶體執行。

③優先順序排程演算法(psa)

從外存的作業後備佇列中選擇若干個優先順序高作業,優先將它們調入記憶體執行。

④高響應比優先排程演算法(highest response ratio next,hrrn)

hrrn綜合考慮了等待時間和要求服務時間,引入優先權來表示作業的優先順序,優先權的計算方法如下:

二、程序排程

程序排程機制

程序排程機制中,有三個基本部分:

(1)排隊器:負責將就緒程序按照一定的策略排成乙個或多個佇列。

(2)分派器:根據程序排程程式選定程序從就緒佇列中選出,然後進行從分派器到新選出的程序間的上下文切換,將處理機分配給新選出的程序。

(3)上下文切換器:保留當前程序的cpu現場,裝入新選程序的cpu現場資訊

程序排程方式

(1)非搶占式:處理機分配給程序後一直讓它執行下去,直至程序完成或阻塞

(2)搶占式:允許排程程式根據規則去暫停某個正在執行的程序

程序排程演算法

(1)時間片輪轉(round robin)演算法:讓就緒佇列上的每個程序每次僅執行乙個時間片

(2)優先順序排程演算法:

a.非搶占式優先順序排程演算法:優先順序高的程序處於等待佇列的最前面,不會干擾正在執行的程序

b.搶占式優先順序排程演算法:占有cpu的程序永遠是當前記憶體中優先順序最高的程序

優先順序型別:

a.靜態優先順序:建立程序時確定,程序執行期間保持不變

b.動態優先順序:在程序建立之初,先賦予其乙個優先順序,然後其值隨著程序的推進或者等待時間的增加而改變

(3)多佇列排程演算法:

設定多個就緒佇列,對每個就緒佇列可以實施不同的排程演算法。

(4)多級反饋佇列排程演算法:

a. 設定多個就緒佇列,並為每個佇列賦予不同的優先順序,第乙個佇列優先順序最高,其餘佇列優先順序逐個降低。為不同佇列中的程序賦予的執行時間片大小也各不相同,優先順序越高,時間片越小。

b. 每個佇列採取fcfs演算法。新程序進入記憶體後,先將他放到第一佇列末尾,當輪到它執行時,如果它能在該時間片內完成,便可撤離。否則轉入第二佇列末尾……

c. 按佇列優先順序排程。首先排程最高優先順序佇列中的諸程序執行,當第一佇列空閒時才會排程第二佇列中的程序執行。如果處理機正在執行第i佇列中的某個程序時,有高優先順序的新程序進入高優先順序的佇列,此時必須把正在執行的程序放回到第i佇列的末尾,把處理機分配給新到的高優先順序程序。

三、實時排程

實時系統中,存在hrt任務和srt任務,他們都聯絡著乙個截止時間,實時排程必須滿足實時任務對截止時間的要求。

注:hrt,hard real-time,硬實時任務,srt,soft real-time,軟實時任務。硬實時要求在規定的時間內必須完成操作,這是在作業系統設計時保證的;軟實時則只要按照任務的優先順序,盡可能快地完成操作即可。

實時排程演算法的分類

①根據實時排程的演算法分為硬實時排程演算法

②根據排程方式,分為非搶占排程演算法和搶占排程演算法

(1)非搶占排程演算法:非搶占式輪轉排程演算法、非搶占式優先排程演算法

(2)搶占式排程演算法:

a.基於時鐘中斷的搶占式優先順序排程演算法。在實時任務到達後,如果它的優先順序高於當前任務的優先順序,並不會立即搶占當前任務的處理機,等時鐘中斷發生時,排程程式才會剝奪當前任務的執行,將處理機分配給新到的搞優先順序任務。

b.立即搶占的優先順序排程演算法。一旦出現外部中斷,只要當前任務未處於臨界區,立即剝奪當前任務的執行,把處理機分配給請求中斷的緊迫任務。

常用的實時排程演算法

①最早截止時間優先edf(earliest deadline firest)演算法

②最低鬆弛度優先llf(least laxity first)演算法

任務的優先順序依據其鬆弛度決定,鬆弛度越低,優先順序越高

任務的鬆弛度=必須完成的時間-還需執行的時間-當前時間

//這類題目要會畫圖和列表,一定要整潔和清楚

//那個優先順序倒置的知識點挺有意思的

//如有錯誤,歡迎指正

處理機排程筆記1

處理機排程層次 1 高階排程 又叫作業排程 長程排程。排程物件為作業。根據某種演算法,將外存上後備佇列中的乙個或幾個作業調入記憶體。並為他們建立程序 分配資源 插入就緒佇列。高階排程只在多道批處理系統中,分時和實時系統中沒有 因為分時系統和實時系統沒有後備佇列,又叫輸入井 2 低階排程 又叫程序排程...

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