? ?處理器調(diào)度可以分為三個級別：高級調(diào)度、中級調(diào)度和低級調(diào)度。

? ?低級調(diào)度是各類操作系統(tǒng)必須具有的功能；在純粹的分時或?qū)崟r操作系統(tǒng)中，通常不需要配備高級調(diào)度；在分時系統(tǒng)或具有虛擬存儲器的操作系統(tǒng)中，為了提高內(nèi)存利用率和作業(yè)吞吐量，專門引進(jìn)了中級調(diào)度。高級調(diào)度發(fā)生在新進(jìn)程的創(chuàng)建中，它決定一個進(jìn)程能否被創(chuàng)建，或者是創(chuàng)建后能否被置成就緒狀態(tài)，以參與競爭處理器資源獲得運行；中級調(diào)度反映到進(jìn)程狀態(tài)上就是掛起和解除掛起，它根據(jù)系統(tǒng)的當(dāng)前負(fù)荷情況決定停留在主存中進(jìn)程數(shù)；低級調(diào)度則是決定哪一個就緒進(jìn)程或線程占有CPU 運行。

高級調(diào)度

高級調(diào)度（High Level Scheduling）：又稱作業(yè)調(diào)度、長程調(diào)度（Long-termScheduling）在多道批處理操作系統(tǒng)中，作業(yè)是用戶要求計算機系統(tǒng)完成的一項相對獨立的工作，新提交的作業(yè)被輸入到磁盤，并保存在一個批處理后備作業(yè)隊列中。高級調(diào)度將按照系統(tǒng)預(yù)定的調(diào)度策略決定把后備隊列作業(yè)中的部分滿足其資源要求的作業(yè)調(diào)入主存，為它們創(chuàng)建進(jìn)程，分配所需資源，為作業(yè)做好運行前的準(zhǔn)備工作并啟動它們運行，當(dāng)作業(yè)完成后還為它做好善后工作。在批處理操作系統(tǒng)中，作業(yè)首先進(jìn)入系

統(tǒng)在輔存上的后備作業(yè)隊列等候調(diào)度，因此，作業(yè)調(diào)度是必須的，它執(zhí)行的頻率較低，并和到達(dá)系統(tǒng)的作業(yè)的數(shù)量與速率有關(guān)。

中級調(diào)度

中級調(diào)度（Medium Level Scheduling）：又稱平衡負(fù)載調(diào)度，中程調(diào)度（Medium-term Scheduling）。它決定主存儲器中所能容納的進(jìn)程數(shù)，這些進(jìn)程將允許參與競爭處理器和有關(guān)資源，而有些暫時不能運行的進(jìn)程被調(diào)出主存，這時這個進(jìn)程處于掛起狀態(tài)，當(dāng)進(jìn)程具備了運行條件，且主存又有空閑區(qū)域時，再由中級調(diào)度決定把一部分這樣的進(jìn)程重新調(diào)回主存工作。中級調(diào)度根據(jù)存儲資源量和進(jìn)程的當(dāng)前狀態(tài)來決定輔存和主存中的進(jìn)程的對換，它所使用的方法是通過把一些進(jìn)程換出主存，從而，使之進(jìn)入“掛起”狀態(tài)，不參與低級調(diào)度，起到短期平滑和調(diào)整系統(tǒng)負(fù)荷的作用。

低級調(diào)度

低級調(diào)度（Low Level Scheduling）：又稱進(jìn)程調(diào)度（或線程調(diào)度）、短程調(diào)度（Short_term Scheduling）。它的主要功能是按照某種原則決定就緒隊列中的哪個進(jìn)程或內(nèi)核級線程能獲得處理器，并將處理器出讓給它進(jìn)行工作。低級調(diào)度中執(zhí)行分配CPU 的程序稱分派程序(dispatcher)，它是操作系統(tǒng)最為核心的部分，執(zhí)行十分頻繁，低級調(diào)度策略優(yōu)劣直接影響到整個系統(tǒng)的性能，因而，這部分代碼要求精心設(shè)計，并常駐內(nèi)存工作。有兩類低級調(diào)度方式：

第一類稱剝奪方式：當(dāng)一個進(jìn)程或線程正在處理器上執(zhí)行，若有另一個更高優(yōu)先級或緊迫的進(jìn)程或線程產(chǎn)生，則立即暫停正在執(zhí)行的進(jìn)程或線程，把處理器分配給這個更高優(yōu)先級或緊迫的進(jìn)程或線程使用。第二類稱非剝奪方式：一旦某個進(jìn)程或線程開始執(zhí)行后便不再出讓處理器，除非該進(jìn)程或線程運行結(jié)束或發(fā)生了某個事件不能繼續(xù)執(zhí)行。

批處理作業(yè)的管理與調(diào)度

作業(yè)（JOB）是用戶提交給操作系統(tǒng)計算的一個獨立任務(wù)。一般每個作業(yè)必須經(jīng)過若干個相對獨立又相互關(guān)聯(lián)的順序加工步驟才能得到結(jié)果，其中，每一個加工步驟稱一個作業(yè)步（Job Step），例如，一個作業(yè)可分成“編譯”、“連結(jié)裝配”和“運行”三個作業(yè)步，往往上一個作業(yè)步的輸出是下一個作業(yè)步的輸入。作業(yè)由用戶組織，作業(yè)步由用戶指定，一個作業(yè)從提交給系統(tǒng)，直到運行結(jié)束獲得結(jié)果，要經(jīng)過提交、收容、執(zhí)行和完成四個階段。

批處理作業(yè)的管理

多道批處理操作系統(tǒng)具有獨立的作業(yè)管理模塊，為了有效管理作業(yè)，必須像進(jìn)程管理一樣為每一個作業(yè)建立作業(yè)控制塊JCB（Job Control Block）。JCB 通常是在批作業(yè)進(jìn)入系統(tǒng)時，由Spooling 系統(tǒng)建立的，它是作業(yè)存在于系統(tǒng)的標(biāo)志，作業(yè)撤離時，JCB 也被撤銷。JCB 的主要內(nèi)容從用戶作業(yè)說明書中獲得，包括：作業(yè)情況（用戶名、作業(yè)名、語言名等），資源需求（估計CPU 運行時間、最遲截止期、主存量、設(shè)備類型/臺數(shù)、文件數(shù)和數(shù)據(jù)量、函數(shù)庫/實用程序等），資源使用情況（進(jìn)入系統(tǒng)時間、開始運行時間、己運行時間等），作業(yè)控制（優(yōu)先數(shù)、聯(lián)機/脫機控制、操作順序、出錯

處理等），作業(yè)類型(CPU 繁忙型、I/O 繁忙型、批量型、終端型)等信息。當(dāng)一個作業(yè)被操作系統(tǒng)接受，就必須創(chuàng)建一個作業(yè)控制塊，并且這個作業(yè)在它的

整個生命周期中將順序地處于以下四個狀態(tài)：

? 輸入狀態(tài)：此時作業(yè)的信息正在從輸入設(shè)備上預(yù)輸入。

? 后備狀態(tài)：此時作業(yè)預(yù)輸入結(jié)束但尚未被選中執(zhí)行。

? 執(zhí)行狀態(tài)：作業(yè)已經(jīng)被選中并構(gòu)成進(jìn)程去競爭處理器資源以獲得運行。

? 完成狀態(tài)：作業(yè)已經(jīng)運行結(jié)束，甚至己經(jīng)撤離，但正在等待緩輸出運算結(jié)果。

多道批處理操作系統(tǒng)的處理器調(diào)度至少應(yīng)該包括作業(yè)調(diào)度和低級調(diào)度兩個層次。作業(yè)調(diào)度屬于高級調(diào)度層次，處于后備狀態(tài)的作業(yè)在系統(tǒng)資源滿足的前提下可以被選中，從而，進(jìn)入主存計算。只有處于執(zhí)行狀態(tài)的作業(yè)才真正構(gòu)成進(jìn)程獲得運行和計算的機會。作業(yè)調(diào)度選中了一個作業(yè)且把它裝入主存儲器時就為該作業(yè)創(chuàng)建一個用戶進(jìn)程。這些進(jìn)程將在低級調(diào)度的控制下占有處理器運行。為充分利用處理器，往往可以把多個作業(yè)同時裝入主存儲器，這樣就會同時有多個用戶進(jìn)程，這些進(jìn)程都要競爭處理器。所以，進(jìn)入計算機系統(tǒng)的作業(yè)只有經(jīng)過兩級調(diào)度后才能占用處理器。第一級是作業(yè)調(diào)度，使作業(yè)進(jìn)入主存儲器，同時生成相應(yīng)于作業(yè)的進(jìn)程；第二級是低級調(diào)度，使進(jìn)程占用處理器。

作業(yè)調(diào)度算法

1、先來先服務(wù)算法

2、最短作業(yè)優(yōu)先算法

3、響應(yīng)比最高者優(yōu)先（HRRF）算法

4、優(yōu)先數(shù)法

5、分類調(diào)度算法

6、用磁帶與不用磁帶的作業(yè)搭配

低級調(diào)度

低級調(diào)度負(fù)責(zé)動態(tài)地把處理器分配給進(jìn)程或內(nèi)核級線程。操作系統(tǒng)中實現(xiàn)低級調(diào)度的程序稱為低級調(diào)度程序，或分派程序（dispatcher）。低級調(diào)度的主要功能是：

? 記錄進(jìn)程（內(nèi)核級線程）的狀態(tài)。這個信息一般記錄在一個進(jìn)程（內(nèi)核級線程）的進(jìn)程控制塊（線程控制塊）內(nèi)。

? 決定某個進(jìn)程（內(nèi)核級線程）什么時候獲得處理器，以及占用多長時間。

? 把處理器分配給進(jìn)程（內(nèi)核級線程）。即進(jìn)行進(jìn)程（內(nèi)核級線程）上下文切換，把選中進(jìn)程（內(nèi)核級線程）的進(jìn)程控制塊（線程控制塊）內(nèi)有關(guān)現(xiàn)場的信息如程序狀態(tài)字、通用寄存器等內(nèi)容送入處理器相應(yīng)的寄存器中，從而，讓它占用處理器運行。

? 收回處理器。將處理器有關(guān)寄存器內(nèi)容送入該進(jìn)程（內(nèi)核級線程）的進(jìn)程控制塊（線程控制塊）內(nèi)的相應(yīng)單元，從而，使該進(jìn)程讓出處理器。

低級調(diào)度算法

1、先來先服務(wù)算法

2、時間片輪轉(zhuǎn)調(diào)度

3、優(yōu)先數(shù)調(diào)度

4、多級反饋隊列調(diào)度

5、保證調(diào)度算法

6、×××調(diào)度算法

實時調(diào)度

實時系統(tǒng)是那些時間因素非常關(guān)鍵的系統(tǒng)。例如，計算機的一個或多個外設(shè)發(fā)出信號，計算機必須在一段固定時間內(nèi)做出適當(dāng)?shù)姆磻?yīng)。一個實例是，計算機用CD-ROM放VCD 時，從驅(qū)動器中獲得的二進(jìn)制數(shù)據(jù)必須在很短時間內(nèi)轉(zhuǎn)化成視頻和音頻信號，如果轉(zhuǎn)換的時間太長，圖像顯示和聲音都會失真。其他的實時系統(tǒng)還包括監(jiān)控系統(tǒng)、自動駕駛系統(tǒng)、安全控制系統(tǒng)等等，在這些系統(tǒng)中，遲到的響應(yīng)即使正確，也和沒有響應(yīng)一樣糟糕。

實時系統(tǒng)通常分為硬實時（hard real time）系統(tǒng)和軟實時（soft real time）系統(tǒng)。前者意味著存在必須滿足的時間限制；后者意味著偶爾超過時間限制是可以容忍的。這兩種系統(tǒng)中，實時性的獲得是通過將程序分成很多進(jìn)程，而每個進(jìn)程的行為都預(yù)先可知，這些進(jìn)程處理周期通常都很短，當(dāng)檢測到一個外部事件時，調(diào)度程序按滿足它們最后期限的方式調(diào)度這些進(jìn)程。

實時調(diào)度算法

1）單比率調(diào)度算法

2）限期調(diào)度算法

3）最少裕度法

轉(zhuǎn)載于:https://blog.51cto.com/seasky09/1273071

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的计算机操作系统笔记——处理器调度的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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