江南大学操作系统第四章课件

操作系统是计算机系统的核心组成部分，它负责管理系统的各种资源，包括处理机、内存、输入/输出设备等。在本文中，我们将深入探讨操作系统中处理机调度的相关知识点，这主要涉及作业和进程的状态转换、分级调度以及作业调度的具体流程。 处理机调度的目标包括周转时间、吞吐率、响应时间和设备利用率的优化。周转时间是指作业从提交到完成的时间间隔，吞吐率是单位时间内系统完成的作业数量，响应时间是从用户请求到系统开始响应的时间，而设备利用率则是衡量硬件资源使用的效率。 作业的状态转换是理解处理机调度的基础。作业有四个基本状态：提交状态、后备状态、运行状态和完成状态。提交状态指作业进入系统但还未开始处理；后备状态是作业完全输入到外存等待执行；运行状态是作业被选中并分配到处理机上执行；完成状态则是作业运行完毕但等待资源回收。 处理机调度分为三个层次：高级调度、中级调度和低级调度。高级调度，也称为作业调度，负责从输入井中选择作业，分配资源并建立进程控制块（PCB）。中级调度，或交换调度，用于管理内存中的进程，通过暂停和激活进程来平衡系统负载。低级调度，即进程调度，根据特定策略选择下一个就绪进程来执行，它可以是非抢占式或抢占式的，如时间片轮转、优先级调度和短进程优先原则。 作业与进程的关系密切。作业是用户提交的任务，而进程是执行这些任务的实体。一个作业可能由一个或多个进程组成。每个作业都有一个作业控制块（JCB），包含作业的名称、状态、资源需求、优先级等信息，用于管理和调度。 作业调度的主要任务是按照预定义的算法从后备作业队列中选择作业，并为其分配内存和外设资源，建立对应的进程，准备运行条件，并在作业完成或异常退出时回收资源。这个过程包括作业状态的转换，例如从后备状态到执行状态，再到完成状态。 操作系统通过精细的处理机调度策略和多层次的调度机制，确保了系统资源的有效利用和高效运行，从而满足用户对响应速度和系统性能的需求。理解这些概念对于深入学习操作系统原理和优化系统性能至关重要。