一、处理机调度的基本概念
作业进入系统驻留在外存的后备队列上，再至调入内存运行完毕，可能要经历下述三级调度。
高级调度：主要在早期批处理阶段，处理在外存上的作业。
中级调度：提高内存利用率和系统吞吐量。根据条件将一些进程调出或再调入内存。
低级调度：决定内存就绪队列中的哪个进程获得处理机，进行分配工作。是最基本的一种调度，在三种基本OS中都有。
二、 调度算法
调度的实质就是一种资源分配。不同的系统和系统目标，通常采用不同的调度算法——适合自己的才是最好的。
1、先来先服务调度算法FCFS
一种最简单的调度算法，按先后顺序进行调度。既可用于作业调度，也可用于进程调度。
按照作业提交，或进程变为就绪状态的先后次序分派CPU；
新作业只有当当前作业或进程执行完或阻塞才获得CPU运行
被唤醒的作业或进程不立即恢复执行，通常等到当前作业或进程出让CPU。 （所以，默认即是非抢占方式）
2. 短作业（进程）优先调度算法SJF/SPF
分抢占和非抢占两种方式
3. 高优先权优先调度算法HPF
照顾紧迫性作业，使其获得优先处理而引入调度算法。常用于批处理系统中的作业调度算法，以及多种操作系统中的进程调度算法
1) 分两种方式：
非抢占式优先权算法
抢占式优先权算法 关键点：新作业产生时
2)优先权的类型
静态优先权：创建进程时确定，整个运行期间保持不变。一般利用某一范围的一个整数来表示，又称为优先数。
动态优先权：创建进程时赋予的优先权可随进程的推进或随其等待时间的增加而改变。
3）高响应比优先调度算法HRRN
短作业优先算法是一种比较好的算法（相当于根据作业长度设定的静态优先权算法），适用于短作业较多的批处理系统中，其主要不足是长作业的运行得不到保证。
HRRN为每个作业引入动态优先权，使作业的优先级随着等待时间的增加而以速率a提高：
优先权 =（等待时间+要求服务时间)/要求服务时间
= 响应时间 / 要求服务时间
3. 基于时间片的轮转调度算法RR
分时系统新需求：及时响应用户的请求；采用基于时间片的轮转式进程调度算法。
几种常用调度算法的比较
三、实时调度
实时系统指系统能够在限定的响应时间内提供所需水平的服务。指计算的正确性不仅取决于程序的逻辑正确性，也取决于结果产生的时间，如果系统的时间约束条件得不到满足，将会发生系统出错。
实时任务：具有明确时间约束的计算任务，有软/硬，随机/周期性之分。
1. 实现实时调度的基本条件
1）提供必要的信息
为了实现实时调度，系统应向调度程序提供有关任务的下述信息：
就绪时间。该任务成为就绪状态的时间。
开始截止时间、完成截止时间。
处理时间。从开始执行到完成所需时间。
资源要求。任务执行时所需的一组资源。
优先级。根据任务性质赋予不同优先级。
2）系统处理能力足够强
3）采用抢占式调度机制
4）具有快速切换机制
2. 实时调度算法的分类
根据实时任务的性质：硬实时调度算法、软实时调度算法；
按调度方式：非抢占调度算法、抢占调度算法；
根据调度时间不同：静态调度算法、动态调度算法。
多处理机环境下：集中式调度、分布式调度
3. 常用的几种实时调度算法
目前有许多实时调度算法，在常用的算法中简单介绍两种实时调度算法：最早截止时间优先EDF算法、最低松弛度优先LLF算法
四、产生死锁的原因和必要条件
多道程序系统借助并发执行改善资源利用率，提高系统吞吐量，但可能发生一种危险——死锁。
死锁（Deadlock）：指多个进程在运行过程中，因争夺资源而造成的一种僵局。当进程处于这种状态时，若无外力作用，它们都将无法再向前推进。
死锁（Deadlock）: 指进程之间无休止地互相等待!
饥饿（Starvation）:指一个进程无休止地等待！
产生死锁的原因可归结为如下两点：
竞争资源。系统中供多个进程共享的资源如打印机、公用队列等的数目不满足需要时，会引起资源竞争而产生死锁。
进程间推进顺序非法。进程在运行过程中，请求和释放资源的顺序不当，同样会导致死锁。
产生死锁的必要条件形成死锁的四个必要条件（四个条件都具备就会死锁，缺一就不会死锁）
1.互斥条件：进程对所分配到的资源进行排他性使用
2.请求和保持条件：进程已经保持了至少一个资源，又提出新的资源请求，而新请求资源被其他进程占有只能造成自身进程阻塞，但对自己已获得的其他资源保持不放，必然影响其他进程。
3.不剥夺条件：进程已获得的资源未使用完之前不能被剥夺，只能在使用完时由自己释放。
4.环路等待条件
4、处理死锁的基本方法
事先预防：
①预防死锁
设置限制条件，破坏四个必要条件的一个或几个，预防发生死锁。
较易实现。限制条件的严格也会导致系统资源利用率和系统吞吐量降低。
②避免死锁
不须事先限制，破坏四个必要条件，而是在资源的动态分配过程中，用某种方法去防止系统进入不安全状态，从而避免发生死锁。
这种事先加以较弱限制的方法，实现上有一定难度，但可获较高的资源利用率及系统吞吐量，目前在较完善的系统中，常用此方法来避免发生死锁。
③检测死锁。
允许系统运行过程中发生死锁，但通过系统检测机构可及时的检测出，能精确确定与死锁有关的进程和资源；然后采取适当的措施，从系统中将已发生的死锁清除掉。
④解除死锁。
与死锁检测配套的一种措施。
常用的实施方法：撤销或挂起一些进程，以便回收一些资源并将他们分配给已阻塞进程，使之转为就绪以继续运行。
死锁的检测与解除措施，有可能使系统获得较好的资源利用率和吞吐量（死锁几率不一定很高），但在实现上难度也最大。
五、预防死锁的方法
1.预防死锁
资源的排他性无法更改，故在其他3个条件上入手
①摒弃“请求和保持”条件：所有进程开始运行前，必须一次性的申请其在整个运行过程所需的全部资源（AND）。算法简单、易于实现且很安全。但缺点是资源浪费严重、或进程延迟运行。
②摒弃“不剥夺”条件：允许进程先运行，但当提出的新要求不被满足时必须释放它已保持的所有资源，待以后需要时再重新申请。实现比较复杂且付出很大代价。可能会造成前功尽弃，反复申请和释放等情况。
③摒弃“环路等待”条件
2.避免死锁
上述方法限制条件都太强；造成一定的应用不便。采用避免死锁的方法则是只施加较弱限制条件，从而获得令人满意的系统性能。
六、死锁的检测与解除
当系统为进程分配资源时，若未采取任何限制性措施，则系统必须提供检测和解除死锁的手段，为此系统必须：
1.保存有关资源的请求和分配信息；
2.提供一种算法，以利用这些信息来检测系统是否已进入死锁状态。
3、 死锁的解除
当发现进程死锁时，便应立即把它们从死锁状态中解脱出来。常采用的方法是：
1.剥夺资源。从其他进程剥夺足够数量的资源给死锁进程以解除死锁状态。
2.撤销进程。最简单的是让全部进程都死掉；温和一点的是按照某种顺序逐个撤销进程，直至有足够的资源可用，使死锁状态消除为止。
死锁处理方法比较
网友评论