第3章 处理机调度与死锁
处理机调度：多道程序环境下，动态的把处理机分配给就绪队列中的一个进程使之执行。
提高处理机的利用率、改善系统性能，很大程度上取决于处理机调度的性能。
处理机调度便成为OS设计的中心问题之一。分配的任务由处理机调度程序完成。
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（High Scheduling）
中级调度（Intermediate-Level Scheduling）
低级调度（Low Level Scheduling）
系统运行并不一定存在高级调度
批处理系统：作业进入系统后先驻留外存，故需要有作业调度。
分时系统：为及时响应，作业由终端直接送入内存，故不需作业调度。
实时系统中，通常也不需作业调度。
三种调度的频率和复杂度
进程调度：运行频率最高，算法不能太复杂，以免占用太多的CPU时间。分时系统通常10~100ms便进行一次。
作业调度：一个作业运行完毕退出系统时即触发重新调度一个新作业入内存，周期较长，大约几分钟一次。因而也允许作业调度算法花费较多的时间。
中级调度：运行频率基本上介于上述两种调度之间。
调度队列模型
不论高级、中级或者低级调度，都涉及到进程队列，由此形成了三类调度队列模型。从这三种方式中体验调度的过程。
① 仅有进程调度的调度队列模型
② 具有高级和低级调度的调度队列模型
③ 同时具有三级调度的调度队列模型
仅有进程调度的调度队列模型
常见情况：
分时系统。
通常仅设置进程调度，用户键入的命令和数据，都直接送入内存。
调度对象：
处于就绪状态的进程。
组织形式：
栈、树或一个无序链表
用何种形式取决于OS类型和采用的调度算法。如：分时系统中把就绪进程组织成FIFO队列形式：按时间片轮转方式运行。
选择调度方式和调度算法的若干准则
- 面向用户的准则
周转时间短：
针对批处理系统的性能指标。作业从提交到完成所经历的时间。
CPU执行用时Ts
总的等待时间Tw = 在后备队列中等待 + 就绪队列上等待
- 阻塞队列中等待（等待I/O操作用时）
周转时间T=Ts+Tw
带权周转时间W= T/Ts
平均周转时间、平均带权周转时间（n个作业求平均）
- 面向系统的准则
系统吞吐量高：批处理系统的重要指标。
单位时间内所完成的作业数，跟作业本身（与作业平均长度密切相关）和调度算法都有关系；
处理机利用率好(主要针对大中型主机)
各类资源的平衡利用(主要针对大中型主机)
二、 调度算法
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
- 高优先权优先调度算法HPFHighest Priority First