操作系統(tǒng)原理處理機(jī)管理華中科技大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院

會(huì)計(jì)學(xué)1操作系統(tǒng)原理處理機(jī)管理華中科技大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院2第六章處理機(jī)管理第1頁(yè)/共53頁(yè)3第六章處理機(jī)調(diào)度

6.1處理機(jī)的二級(jí)調(diào)度宏觀上：作業(yè)調(diào)度微觀上：進(jìn)程調(diào)度第2頁(yè)/共53頁(yè)4P10611sb:緩沖區(qū)s中是否有空，初值為1；tb:緩沖區(qū)t中是否有空，初值為1；sa:緩沖區(qū)s中是否有數(shù)據(jù)，初值為0；ta:緩沖區(qū)t中是否有數(shù)據(jù)，初值為0；第3頁(yè)/共53頁(yè)5第4頁(yè)/共53頁(yè)6這樣做程序運(yùn)行的結(jié)果是正確的，但并行工作的程度大大降低，如何改？第5頁(yè)/共53頁(yè)7第6頁(yè)/共53頁(yè)8對(duì)于1p1與P2、P3、P4同步（三個(gè)信號(hào)燈）對(duì)于2P3、P4與p5同步（二個(gè)信號(hào)燈）信號(hào)燈初值均為1第7頁(yè)/共53頁(yè)96.2作業(yè)調(diào)度

6.2.1作業(yè)調(diào)度的功能作業(yè)調(diào)度的主要任務(wù)是完成作業(yè)從后備狀態(tài)到執(zhí)行狀態(tài)和從執(zhí)行狀態(tài)到完成狀態(tài)的轉(zhuǎn)變。作業(yè)調(diào)度功能：1.記錄已進(jìn)入系統(tǒng)的各作業(yè)的情況（JCB，JobControlBlock）；2.按一定的調(diào)度算法，從后備作業(yè)中選擇一個(gè)或幾個(gè)作業(yè)進(jìn)入系統(tǒng)內(nèi)存；3.為被選中的作業(yè)創(chuàng)建進(jìn)程，并且為其申請(qǐng)系統(tǒng)資源；4.作業(yè)加束后作善后處理工作。第8頁(yè)/共53頁(yè)106.2作業(yè)調(diào)度

6.2.2作業(yè)控制塊（JCB，JobControlBlock）每個(gè)作業(yè)進(jìn)入系統(tǒng)時(shí)由系統(tǒng)為其建立一個(gè)作業(yè)控制塊JCB（JobControlBlock)，它是存放作業(yè)控制和管理信息的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，主要信息見(jiàn)右圖。第9頁(yè)/共53頁(yè)116.2.3調(diào)度性能的衡量作業(yè)調(diào)度算法規(guī)定了從后備作業(yè)中選擇作業(yè)進(jìn)入系統(tǒng)內(nèi)存的原則，這些原則的性能如何，就是本節(jié)所討論的問(wèn)題。一、確定調(diào)度算法時(shí)應(yīng)考慮的因素1.應(yīng)與系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì)目標(biāo)一致2.考慮系統(tǒng)中各種資源的負(fù)載均勻3.保證作業(yè)的執(zhí)行4.對(duì)一些專(zhuān)用資源的使用特性的考慮第10頁(yè)/共53頁(yè)126.2.3調(diào)度性能的衡量二、調(diào)度性能的衡量通常采用平均周轉(zhuǎn)時(shí)間和帶權(quán)平均周轉(zhuǎn)時(shí)間作業(yè)的周轉(zhuǎn)時(shí)間：

ti=tci-tsiti:作業(yè)周轉(zhuǎn)時(shí)間

tci：作業(yè)完成時(shí)間

tsi:作業(yè)提交時(shí)間第11頁(yè)/共53頁(yè)136.2.3調(diào)度性能的衡量第12頁(yè)/共53頁(yè)146.2.4先來(lái)先服務(wù)調(diào)度算法和短作業(yè)優(yōu)先調(diào)度算法先來(lái)先服務(wù)調(diào)度算法：先來(lái)先服務(wù)算法是按作業(yè)來(lái)到的先后次序進(jìn)行調(diào)度的，換句話說(shuō)，調(diào)度程序每次選擇的作業(yè)是等待時(shí)間最久的，而不管作業(yè)的運(yùn)行時(shí)間的長(zhǎng)短。這種調(diào)度算法突出的優(yōu)點(diǎn)是實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單，效率軟低，在一些實(shí)際的系統(tǒng)和一般應(yīng)用程序中采用這種算法的較多。第13頁(yè)/共53頁(yè)156.2.4先來(lái)先服務(wù)調(diào)度算法和短作業(yè)優(yōu)先調(diào)度算法短作業(yè)優(yōu)先調(diào)度算法：短作業(yè)優(yōu)先調(diào)度算法考慮作業(yè)的運(yùn)行時(shí)間，每次總是選擇一個(gè)運(yùn)行時(shí)間最小的作業(yè)調(diào)入內(nèi)存（系統(tǒng)）.

在一般情況下這種調(diào)度算法比先來(lái)先服務(wù)調(diào)度算法的效率要高一些。實(shí)現(xiàn)相對(duì)先來(lái)先服務(wù)調(diào)度算法要困難些，如果作業(yè)的到來(lái)順序及運(yùn)行時(shí)間不合適，會(huì)出現(xiàn)餓死現(xiàn)象，例如，系統(tǒng)中有一個(gè)運(yùn)行時(shí)間很長(zhǎng)的作業(yè)JN，和幾個(gè)運(yùn)行時(shí)間小的作業(yè)，然后，不斷地有運(yùn)行時(shí)間小于JN的作業(yè)的到來(lái)，這樣，作業(yè)JN就得不可調(diào)度而餓死。另外，作業(yè)運(yùn)行的估計(jì)時(shí)間也有問(wèn)題。第14頁(yè)/共53頁(yè)166.2.4先來(lái)先服務(wù)調(diào)度算法和短作業(yè)優(yōu)先調(diào)度算法第15頁(yè)/共53頁(yè)176.2.5其它幾種調(diào)度算法響應(yīng)比高者優(yōu)先調(diào)度算法：先來(lái)先服務(wù)和短作業(yè)優(yōu)先算法都有其片面性，先來(lái)先服務(wù)調(diào)度算法只考慮作業(yè)的等待時(shí)間，而忽視了作業(yè)的運(yùn)行時(shí)間，短作業(yè)優(yōu)先算法則相反，只考慮了作業(yè)的運(yùn)行時(shí)間，而忽視了作業(yè)黲等待時(shí)間。響應(yīng)比高者優(yōu)先調(diào)度算法是介于這兩種算法之間的一種拆衷的算法。第16頁(yè)/共53頁(yè)186.2.5其它幾種調(diào)度算法

響應(yīng)比高者優(yōu)先調(diào)度算法這樣算法從理論上講是比較完備的，但作業(yè)調(diào)度程序要統(tǒng)計(jì)作業(yè)的等待時(shí)間，使用用戶的估計(jì)的運(yùn)行時(shí)間，并要作浮點(diǎn)運(yùn)算（這是系統(tǒng)程序最忌諱的）浪費(fèi)大量的計(jì)算時(shí)間，這是系統(tǒng)程序所不允許的。第17頁(yè)/共53頁(yè)196.2.5其它幾種調(diào)度算法優(yōu)先數(shù)調(diào)度算法優(yōu)先數(shù)調(diào)度算法是終合考慮各方面的因素（作業(yè)等待時(shí)間、運(yùn)行時(shí)間、緩急程度，系統(tǒng)資源使用等），給每個(gè)作業(yè)設(shè)置一個(gè)優(yōu)先數(shù)，調(diào)度程序總是選擇一個(gè)優(yōu)先數(shù)最大（或者最小）的作業(yè)調(diào)入（系統(tǒng)）內(nèi)存。這種算法實(shí)現(xiàn)的困難在于如何終合考慮，這些因素之間的關(guān)系怎樣處理。第18頁(yè)/共53頁(yè)206.2.5其它幾種調(diào)度算法均衡調(diào)度算法均衡調(diào)度算法就是一種更為理想化的調(diào)度算法，如何實(shí)現(xiàn)就更困難，并且算法本身的開(kāi)銷(xiāo)有時(shí)會(huì)遠(yuǎn)選大于先來(lái)先服務(wù)和小作業(yè)優(yōu)先調(diào)度算法的不足，這也是這兩種算法被眾多系統(tǒng)采用的最根本的原因。第19頁(yè)/共53頁(yè)216.3進(jìn)程調(diào)度

6.3.1調(diào)度/分派結(jié)構(gòu)處理機(jī)分配由調(diào)度和分派兩個(gè)功能組成。調(diào)度：組織和維護(hù)就緒進(jìn)程隊(duì)列。包括確定調(diào)度算法、按調(diào)度算法組織和維護(hù)就緒進(jìn)程隊(duì)列。分派：是指當(dāng)處理機(jī)空閑時(shí)，從就緒隊(duì)列隊(duì)首中移一個(gè)PCB，并將該進(jìn)程投入運(yùn)行。

調(diào)度與進(jìn)程控制和進(jìn)程通信的功能有密切的聯(lián)系，當(dāng)一個(gè)進(jìn)程阻塞時(shí)，這種進(jìn)程將進(jìn)入相應(yīng)的等待隊(duì)列中，并讓出CPU，調(diào)用進(jìn)程分派程序選擇一個(gè)就緒進(jìn)程占用CPU；當(dāng)一進(jìn)程被喚醒時(shí)，這種進(jìn)程將插入到就緒進(jìn)程隊(duì)列中。在一般的操作系統(tǒng)教材中把上述功能稱(chēng)為進(jìn)程調(diào)度。第20頁(yè)/共53頁(yè)226.3.2進(jìn)程調(diào)度的功能1.記錄和保持系統(tǒng)中所有進(jìn)程的有關(guān)情況和狀態(tài)特征

有關(guān)進(jìn)程調(diào)度的信息是記錄在PCB中的，在進(jìn)程調(diào)度中用到的主要是進(jìn)程的狀態(tài)、調(diào)度優(yōu)先級(jí)（優(yōu)先數(shù)）、就緒進(jìn)程隊(duì)列等。第21頁(yè)/共53頁(yè)236.3.2進(jìn)程調(diào)度的功能2.決定分配（處理機(jī)）策略確定進(jìn)程調(diào)度的策略，例如，先來(lái)先服務(wù)、優(yōu)先數(shù)調(diào)度策略，調(diào)度策略的不同，組織就緒進(jìn)程隊(duì)列的方式也不同。先來(lái)先服務(wù)調(diào)度策略，就緒隊(duì)列要按等待時(shí)間大到小的順序排隊(duì)；優(yōu)先數(shù)調(diào)度，則就緒進(jìn)程隊(duì)列要按優(yōu)先數(shù)的升療（或降序）的方式排隊(duì)。等等。第22頁(yè)/共53頁(yè)246.3.2進(jìn)程調(diào)度的功能3.實(shí)施處理機(jī)的分配總而言之，進(jìn)程調(diào)度包括：調(diào)度算法的選擇（調(diào)度算法）調(diào)度時(shí)機(jī)的選擇（調(diào)度時(shí)機(jī)）實(shí)施進(jìn)程調(diào)度（調(diào)度程序）第23頁(yè)/共53頁(yè)256.3.2進(jìn)程調(diào)度的功能調(diào)度時(shí)機(jī)（UNIX系統(tǒng)中）：（1）進(jìn)程自動(dòng)放棄處理機(jī)：當(dāng)進(jìn)程進(jìn)入高低優(yōu)先級(jí)睡眠狀態(tài)時(shí)

（在sleep()程序中）；在進(jìn)程進(jìn)入暫停狀態(tài)時(shí)（在stop()程序中）；進(jìn)程進(jìn)入僵死狀態(tài)時(shí)（在exit()程序中）；第24頁(yè)/共53頁(yè)266.3.2進(jìn)程調(diào)度的功能在中斷自陷總控程序中，當(dāng)先前態(tài)是用戶態(tài)，且runrun標(biāo)志大于0，則進(jìn)行強(qiáng)迫調(diào)度，強(qiáng)行剝奪現(xiàn)運(yùn)行進(jìn)程的處理機(jī)，轉(zhuǎn)進(jìn)程調(diào)度程序。runrun標(biāo)志大于0是說(shuō)明系統(tǒng)中處于就緒狀態(tài)的進(jìn)程的優(yōu)先級(jí)高于現(xiàn)運(yùn)行進(jìn)程的優(yōu)先級(jí)，這時(shí)要進(jìn)行強(qiáng)迫調(diào)度，出現(xiàn)這種情況有兩種可能：高低優(yōu)先級(jí)睡眠進(jìn)程被喚醒后其優(yōu)先級(jí)高于現(xiàn)運(yùn)行進(jìn)程；當(dāng)一個(gè)進(jìn)程占用一段時(shí)間的CPU后，它的優(yōu)先級(jí)要降低，造成現(xiàn)運(yùn)行進(jìn)程的優(yōu)先級(jí)低于系統(tǒng)中的其它就緒進(jìn)程（時(shí)間片到是其中的一種情況）。教材p136進(jìn)程調(diào)度的幾種時(shí)機(jī)是一般操作系統(tǒng)原理中的概念。2）強(qiáng)迫調(diào)度第25頁(yè)/共53頁(yè)276.3.2進(jìn)程調(diào)度的功能

實(shí)施進(jìn)程調(diào)度的程序稱(chēng)為進(jìn)程調(diào)度程序（或稱(chēng)調(diào)度程序），在通常的操作系統(tǒng)原理中，該程序?qū)儆谙到y(tǒng)進(jìn)程的執(zhí)行程序，有的操作系統(tǒng)是把進(jìn)程調(diào)度程序作一個(gè)特別的處理，如早期的操作系統(tǒng)中把進(jìn)程調(diào)度程序稱(chēng)為交通控制程序，不屬于系統(tǒng)中的任何進(jìn)程。

在UNIX系統(tǒng)中，進(jìn)程調(diào)度程序swtch()分屬個(gè)不同的進(jìn)程，即調(diào)用swtch()的進(jìn)程讓出處理機(jī)的進(jìn)程）、0進(jìn)程、被調(diào)度到的進(jìn)程。第26頁(yè)/共53頁(yè)286.3.3調(diào)度方式（略）第27頁(yè)/共53頁(yè)296.3.4調(diào)度用的進(jìn)程狀態(tài)變遷圖在這個(gè)圖中新創(chuàng)建的進(jìn)程進(jìn)入低優(yōu)就緒狀態(tài)，一個(gè)運(yùn)行進(jìn)程因時(shí)間片到（實(shí)際上是計(jì)算量大的進(jìn)程）而轉(zhuǎn)換成低優(yōu)就緒；進(jìn)程因等待I/O完成而轉(zhuǎn)換高優(yōu)就緒.第28頁(yè)/共53頁(yè)306.3.4調(diào)度用的進(jìn)程狀態(tài)變遷圖調(diào)度程序首先看高優(yōu)就緒進(jìn)程隊(duì)列是否為空，若不為空，則從高優(yōu)就緒進(jìn)程中選擇一個(gè)進(jìn)程占用CPU，否則，從低優(yōu)就緒隊(duì)列中選擇。這種調(diào)度效果是能充分地利用系統(tǒng)資源。為什么？UNIX系統(tǒng)的進(jìn)程調(diào)度狀態(tài)變遷圖，與前一種調(diào)度變遷圖有著異曲同功的效果。第29頁(yè)/共53頁(yè)316.3.5進(jìn)程優(yōu)先數(shù)調(diào)度算法

優(yōu)先數(shù)調(diào)度算法是目前操作系統(tǒng)廣泛采用的一種進(jìn)程調(diào)度算法，這種算法按照某種原則由系統(tǒng)（或用戶、或系統(tǒng)與用戶結(jié)合）賦予每個(gè)進(jìn)程一個(gè)優(yōu)先數(shù)，在處理機(jī)空閑時(shí)，進(jìn)程調(diào)度程序就從就緒進(jìn)程中選擇一個(gè)優(yōu)先數(shù)最大（或者最?。┑倪M(jìn)程占用CPU（該進(jìn)程就從就緒狀態(tài)轉(zhuǎn)換成運(yùn)行狀態(tài)）。

采用這種調(diào)度算法的關(guān)鍵是如何確定進(jìn)程的優(yōu)先數(shù)、一個(gè)進(jìn)程的優(yōu)先數(shù)確定之后是固定的，還是隨著該進(jìn)程運(yùn)行的情況的變化而變化。第30頁(yè)/共53頁(yè)326.3.5進(jìn)程優(yōu)先數(shù)調(diào)度算法靜態(tài)：進(jìn)程的優(yōu)先數(shù)在進(jìn)程創(chuàng)建時(shí)確定后就不再變化確定進(jìn)程優(yōu)先數(shù)：系統(tǒng)確定：（運(yùn)行時(shí)間、使用資源，進(jìn)程的類(lèi)型）用戶確定：（緊迫程度，計(jì)費(fèi)與進(jìn)程優(yōu)先數(shù)有關(guān)）系統(tǒng)與用戶結(jié)合（用戶可以為本用戶的進(jìn)程設(shè)置優(yōu)先數(shù)，但不是作調(diào)度用，系統(tǒng)還要根據(jù)系統(tǒng)情況把用戶設(shè)置的進(jìn)程優(yōu)先數(shù)作為確定進(jìn)程優(yōu)先數(shù)的一個(gè)參數(shù)）第31頁(yè)/共53頁(yè)336.3.5進(jìn)程優(yōu)先數(shù)調(diào)度算法動(dòng)態(tài)進(jìn)程優(yōu)先數(shù)：系統(tǒng)在運(yùn)行的過(guò)程中，根據(jù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)目標(biāo)，不斷地調(diào)整進(jìn)程的優(yōu)先數(shù)，這種方法的優(yōu)點(diǎn)是能比較客觀地反映進(jìn)程的實(shí)際情況和保證達(dá)到系統(tǒng)設(shè)計(jì)目標(biāo)。第32頁(yè)/共53頁(yè)346.3.6循環(huán)輪轉(zhuǎn)調(diào)度循環(huán)輪轉(zhuǎn)調(diào)度實(shí)際上是一種先來(lái)先服務(wù)算法的調(diào)度算法，它把系統(tǒng)的響應(yīng)時(shí)間分成大小相等（或不相等）的時(shí)間單位，稱(chēng)為時(shí)間片。每個(gè)進(jìn)程被調(diào)度到后，占用一個(gè)時(shí)間片，片用完后，該進(jìn)程讓出CPU，由運(yùn)行狀態(tài)轉(zhuǎn)換成就緒狀態(tài)，排在就緒隊(duì)列的隊(duì)尾。多個(gè)進(jìn)程循環(huán)輪轉(zhuǎn)。第33頁(yè)/共53頁(yè)356.3.6循環(huán)輪轉(zhuǎn)調(diào)度第34頁(yè)/共53頁(yè)366.3.6循環(huán)輪轉(zhuǎn)調(diào)度系統(tǒng)按進(jìn)程轉(zhuǎn)換成就緒狀態(tài)的時(shí)間的降序排隊(duì)，調(diào)度程序每次調(diào)度，總是從隊(duì)首移出一程的PCB，然后，將此進(jìn)程投入運(yùn)行（由就緒狀態(tài)轉(zhuǎn)換成運(yùn)行狀態(tài)）。一個(gè)運(yùn)行時(shí)間片到的進(jìn)程從運(yùn)行狀態(tài)轉(zhuǎn)換成就緒狀態(tài)后，排在就緒隊(duì)列的隊(duì)尾。評(píng)價(jià)：優(yōu)點(diǎn)是實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單、系統(tǒng)開(kāi)銷(xiāo)小缺點(diǎn)是不靈活，當(dāng)系統(tǒng)中進(jìn)程較少時(shí)，系統(tǒng)開(kāi)銷(xiāo)變大為什么？

由于該算法簡(jiǎn)單易于實(shí)現(xiàn)，且系統(tǒng)開(kāi)銷(xiāo)較小，早期的分時(shí)操作系統(tǒng)和目前一些應(yīng)用系統(tǒng)中廣泛采用了這種調(diào)度算法。第35頁(yè)/共53頁(yè)376.3.6循環(huán)輪轉(zhuǎn)調(diào)度

二、可變時(shí)間片輪轉(zhuǎn)調(diào)度

為了克服前種調(diào)度算法的缺點(diǎn)，人們?cè)O(shè)計(jì)出一種可變時(shí)間片的調(diào)度算法，其思想是：時(shí)間片的大小是可變的，系統(tǒng)可根據(jù)系統(tǒng)中當(dāng)前的進(jìn)程數(shù)來(lái)確定時(shí)間片的大小。

這種算法從理論上克服了系統(tǒng)中進(jìn)程數(shù)很少時(shí)系統(tǒng)開(kāi)銷(xiāo)大的缺點(diǎn)，但修改時(shí)間片的大小，統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)進(jìn)程的數(shù)量也需要消耗系統(tǒng)時(shí)間，還有一個(gè)調(diào)整時(shí)間片大小的周期，太大，等于是固定時(shí)間片，太小，系統(tǒng)開(kāi)銷(xiāo)很大，得不嘗失。第36頁(yè)/共53頁(yè)386.4UNIX系統(tǒng)的進(jìn)程調(diào)度

6.4.1UNIX調(diào)度算法我們從調(diào)度算法、調(diào)度時(shí)機(jī)、調(diào)度程序三個(gè)方面來(lái)分析UNIX系統(tǒng)的進(jìn)程調(diào)度。一、調(diào)度算法

UNIX系統(tǒng)采用優(yōu)先數(shù)調(diào)度算法，每個(gè)進(jìn)程有一個(gè)進(jìn)程優(yōu)先數(shù)，p_pri是proc結(jié)構(gòu)中的一個(gè)變量，其取值范圍是－127～127，其值越小，進(jìn)程的優(yōu)先級(jí)越高（即，調(diào)度程序總是從就緒狀態(tài)的進(jìn)程中選擇一個(gè)優(yōu)先數(shù)最小的進(jìn)程占用CPU）。第37頁(yè)/共53頁(yè)396.4UNIX系統(tǒng)的進(jìn)程調(diào)度

6.4.1UNIX調(diào)度算法

優(yōu)先數(shù)的確定：1.系統(tǒng)設(shè)置在進(jìn)程進(jìn)入睡眠狀態(tài)時(shí)，在SLEEP（）中設(shè)置將要進(jìn)入睡眠狀態(tài)進(jìn)程的優(yōu)先數(shù)，當(dāng)該進(jìn)程被喚醒后，就以系統(tǒng)給它設(shè)置的優(yōu)先數(shù)去參與處理機(jī)的竟?fàn)?。?8頁(yè)/共53頁(yè)406.4UNIX系統(tǒng)的進(jìn)程調(diào)度

6.4.1UNIX調(diào)度算法進(jìn)程進(jìn)入高優(yōu)先級(jí)睡眠的原因：（1）0＃進(jìn)程（－100優(yōu)先數(shù)）；（2）因資源請(qǐng)求得不到滿足的進(jìn)程，磁盤(pán)（－80），打印機(jī)（－20），…；（3）等待塊設(shè)備I/O完成的進(jìn)程，（－50）。進(jìn)程進(jìn)入低優(yōu)先級(jí)睡眠的原因：(1）因等待字符設(shè)備I/O完成的進(jìn)程，（0～20的優(yōu)先數(shù)）；(2)所有處于用戶態(tài)運(yùn)行進(jìn)程，優(yōu)先數(shù)一般情況下為大于100。這樣做的目的是為什么？為使系統(tǒng)資源得到充分的利用，換句話說(shuō)，是為了提高系統(tǒng)資源的使用效率。第39頁(yè)/共53頁(yè)416.4UNIX系統(tǒng)的進(jìn)程調(diào)度

6.4.1UNIX調(diào)度算法2.優(yōu)先數(shù)的計(jì)算（1）計(jì)算公式：

p_pri={127,(p_cpu/16+p_nice+PUSER)其中：

p_cpu進(jìn)程占用CPU的程度

p_nice用戶通過(guò)系統(tǒng)調(diào)用nice(priority)設(shè)置的進(jìn)程優(yōu)先數(shù)。

PUSER常數(shù)，其值為100第40頁(yè)/共53頁(yè)426.4UNIX系統(tǒng)的進(jìn)程調(diào)度

6.4.1UNIX調(diào)度算法第41頁(yè)/共53頁(yè)43UNIX系統(tǒng)的設(shè)計(jì)者采用了一個(gè)巧妙的方法，既避免了繁雜的統(tǒng)計(jì)工作，也不需做浮點(diǎn)運(yùn)行算。（這就是我們要學(xué)習(xí)的工程能力，或稱(chēng)分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，學(xué)會(huì)和記往一兩個(gè)科學(xué)的定理和公式并不難，難的是怎樣將這些普遍的理論用于實(shí)際的工程之中，UNIX系統(tǒng)中有很多值得我們學(xué)習(xí)的地方，對(duì)p_cpu的處理就是其中之一，這里并不要求把UNIX中的p_cpu的處理完全記住，而是要通過(guò)對(duì)它的了解，學(xué)會(huì)處理實(shí)際工程問(wèn)題的方法。）6.4UNIX系統(tǒng)的進(jìn)程調(diào)度

6.4.1UNIX調(diào)度算法第42頁(yè)/共53頁(yè)44UINX系統(tǒng)中對(duì)p_cpu的處理：每個(gè)時(shí)鐘中斷：p_cpu++;

每秒鐘（時(shí)鐘中斷）：

if(p_cpu-SCHMAG<0)p_cpu=0;

其中：SCHMAG調(diào)度魔數(shù)10

在計(jì)算p_pri的公式中，PUSER是個(gè)常數(shù)，由于用戶不可能頻繁地設(shè)置進(jìn)程的優(yōu)先數(shù)，所以p_nice實(shí)際上也是個(gè)常數(shù)，那么決定p_pri的實(shí)際上就是p_cpu。根據(jù)UNIX系統(tǒng)與調(diào)度算法可得出如下的一個(gè)負(fù)反饋的過(guò)程，從這個(gè)過(guò)程中可看出什么？6.4UNIX系統(tǒng)的進(jìn)程調(diào)度

6.4.1UNIX調(diào)度算法第43頁(yè)/共53頁(yè)45這種負(fù)反饋的效果使得系統(tǒng)中在用戶態(tài)下運(yùn)行的進(jìn)程能均衡地得到處理機(jī)，達(dá)到UNIX系統(tǒng)的設(shè)計(jì)目標(biāo)。（UNIX系統(tǒng)什么設(shè)計(jì)目標(biāo)？）6.4UNIX系統(tǒng)的進(jìn)程調(diào)度

6.4.1UNIX調(diào)度算法第44頁(yè)/共53頁(yè)46（3）計(jì)算優(yōu)先數(shù)的時(shí)機(jī)

在UNIX系統(tǒng)中什么時(shí)候計(jì)算進(jìn)程的優(yōu)先數(shù)？計(jì)算哪些進(jìn)程的優(yōu)先數(shù)？會(huì)不會(huì)改變系統(tǒng)設(shè)置的進(jìn)程的優(yōu)先數(shù)？6.4UNIX系統(tǒng)的進(jìn)程調(diào)度

6.4.1UNIX調(diào)度算法第45頁(yè)/共53頁(yè)47計(jì)算進(jìn)程優(yōu)先數(shù)的時(shí)機(jī)：A.在時(shí)鐘中斷處理程序中，每秒末計(jì)算滿足下面條件進(jìn)程的優(yōu)先數(shù)：

p_pri>PUSERB.現(xiàn)運(yùn)行進(jìn)程在自陷處理程序trap()末尾重新計(jì)算本進(jìn)程的優(yōu)先數(shù).目的:調(diào)用nice()設(shè)置的本進(jìn)程的優(yōu)先數(shù)p_nice的改變反映到p_pri中去；C.現(xiàn)運(yùn)行進(jìn)程在執(zhí)行時(shí)鐘中斷處理程序時(shí)，若發(fā)現(xiàn)中斷前為用戶態(tài)，則每隔1秒鐘重新計(jì)算本進(jìn)程的優(yōu)先數(shù)。因?yàn)楝F(xiàn)運(yùn)行進(jìn)程已經(jīng)占用了一些CPU的時(shí)間，要反映到p_pri中去。6.4UNIX系統(tǒng)的進(jìn)程調(diào)度

6.4.1UNIX調(diào)度算法第46頁(yè)/共53頁(yè)48這三種重新計(jì)算（調(diào)整）進(jìn)程優(yōu)先數(shù)都沒(méi)有修改由系統(tǒng)設(shè)置的進(jìn)程優(yōu)先數(shù)，從而保證了處于核心態(tài)的進(jìn)程能盡快地得到CPU，使得系統(tǒng)資源（設(shè)備）能得到充分地利用，提高了系統(tǒng)資源的使用效率，而計(jì)算進(jìn)程的優(yōu)先數(shù)又使得系統(tǒng)中所有處于用戶態(tài)的進(jìn)程能較均衡地占用CPU，保證了各用戶終端的響應(yīng)時(shí)間，實(shí)現(xiàn)了分時(shí)操作系統(tǒng)的特性。6.4UNIX系統(tǒng)的進(jìn)程調(diào)度

6.4.1UNIX調(diào)度算法第47頁(yè)/共53頁(yè)496.4UNIX系統(tǒng)