操作系统处理机调度读书报告

操作系统处理机调度是操作系统核心功能之一，主要负责决定哪个进程在何时获得CPU的使用权。本文主要探讨了处理机调度的分类、调度准则、调度方式、调度算法以及死锁的处理。 处理机调度分为三种类型：高级调度、中级调度和低级调度。高级调度，也称为作业调度，关注的是如何从大量等待执行的作业中选择一部分放入内存；中级调度，又称进程对换，负责将内存中的进程换出到外存，以便为其他进程腾出空间；而低级调度，即处理机调度，是最常见的，它负责在就绪队列中选择一个进程进行执行。并非所有系统都具备高级和中级调度，但低级调度是所有系统必备的。 调度算法的选择直接影响系统的性能。衡量调度算法的准则包括CPU利用率、吞吐量、周转时间、等待时间和响应时间。CPU利用率应保持在合理范围内，以确保系统繁忙但不过载；吞吐量是指单位时间内完成的进程数量；周转时间是从进程提交到完成的时间，包括等待、就绪和执行时间；等待时间仅计算进程在就绪队列中等待的时间；响应时间则是从请求到首次响应的时间，尤其在交互式系统中更为重要。调度的目标通常是平衡这些指标，根据具体应用场景进行优化。 处理机调度方式有抢占式和非抢占式两种。抢占式调度允许当前运行的进程被更高优先级的进程中断，而非抢占式调度则不允许这种情况发生。不同的调度方式和算法相互配合，以达到理想的性能目标。 常见的调度算法有：先来先服务（FCFS）简单易行但可能导致短进程等待时间过长；短作业优先（SJF）理论上最优，但实际应用中难以预测进程执行时间；优先级调度，可根据优先级分配CPU，但需注意防止饥饿现象；轮转（RR）调度适用于分时系统，通过时间片保证公平性，时间片大小选择需谨慎；多级队列调度根据进程类型使用不同算法，如交互式和批处理分别用RR和FCFS；多级反馈队列调度则允许进程在不同队列间动态转移。 死锁是操作系统中的一大挑战，当满足互斥、保持并请求、不剥夺和环路等待四个条件时，系统可能发生死锁。处理死锁的策略包括预防、避免和检测与消除。预防死锁是预先阻止死锁条件的出现；避免死锁是在资源分配时避免形成死锁状态；检测与消除则是发现死锁后采取措施解决。 系统资源分配图（SRAG）用于分析系统资源的分配情况，帮助识别和预防死锁。通过分析SRAG中的环路，可以确定是否存在死锁的可能。 处理机调度是操作系统的核心环节，其设计和实现直接影响系统效率和用户体验。调度算法的选择和优化，以及对死锁的管理和预防，都是系统设计者必须考虑的关键问题。