操作系统-处理器管理.ppt

操作系统中的处理器管理是确保计算机系统高效、公平地利用CPU资源的关键环节。这一部分主要涵盖了基本概念、处理器状态、作业和进程的区别、特权指令以及处理器管理的两个层次：作业调度和进程调度。 作业和进程是操作系统的两个核心概念。作业是用户请求计算机系统进行的一系列任务的集合，它可以包括多个步骤，如程序的编辑、编译、连接和运行。进程则是程序在执行过程中的实例，是动态的，具有生命周期，包括创建、执行和终止。相比之下，程序是静态的，是指令的集合，其存在是永久的。 处理器状态通常分为管态（或主态）和目态（或算态）。管态允许执行特权指令，这些指令通常用于操作系统内部操作，如管理系统资源。目态则是用户程序运行时的状态，不允许执行特权指令，以防止用户程序破坏系统安全。 处理器管理包括作业调度和进程调度。作业调度，也称高级调度或宏观调度，负责从大量的后备作业中选择一部分进入内存，并分配资源，建立对应的进程，直到作业完成。作业有四种状态：提交、收容、执行和完成。在这些状态之间，操作系统会通过作业控制块（JCB）来跟踪和管理作业的信息，如作业名、状态、优先级、预计运行时间和资源需求。 进程调度，即低级调度或微观调度，关注的是在已运行的进程中切换处理器的使用权。它依据特定的调度算法，如先来先服务（FCFS）、优先级调度等，快速响应进程的执行需求，确保系统资源得到合理分配。 处理器管理是操作系统的核心功能之一，它确保了多任务环境下的并发执行和资源的有效利用。通过对作业和进程的控制，以及灵活的调度策略，操作系统能够平衡效率与公平，满足不同用户的计算需求。理解这些基本概念和机制对于深入学习操作系统至关重要，也是优化系统性能和解决并发问题的基础。