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操作系统第三章讲义
Post on: 2026-4-24
Last edited: 2026-4-26
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知识
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3.1 处理机调度的层次和调度算法的目标
什么是调度？
3.1.1 处理机调度层次
如果没有多级调度
3.1.2 处理机调度算法的目标
1. 高资源利用率
2. 公平性
饥饿现象
3. 平衡性
进程的分类
4. 策略强制执行
3.1.3. 系统的目标
批处理系统的目标
1. 平均周转时间短
2. 系统吞吐量高
3. 处理机利用率高
分时系统的目标
实时系统的目标
3.2 作业与作业调度
3.2.1 作业（Job）
作业控制块（JCB）
作业运行的生命周期
3.2.2 作业调度的主要任务
3.2.3 调度算法
1. 先来先服务——FCFS (First-Come, First-Served)
2. 短作业优先——SJF（Short Job First）
3. 优先级调度算法——PSA（Priority-Scheduling Algorithm）
4. 高响应比优先算法——HRRN（Highest Response Ratio Next）
3.3 进程调度
3.3.1 进程调度的任务、机制与方式
任务（上下文切换）
机制
进程调度方式
1. 非抢占方式
2. 抢占方式
3.3.2 轮转调度算法（RR）
过程
切换时机
时间片大小的确定
对响应时间的影响
对周转时间的影响
3.3.3 优先级调度算法
1. 静态优先级
2. 动态优先级
3.3.4 多队列调度算法
3.3.5多级反馈队列（Multilevel Feedback Queue, MLFQ）调度算法
1. 调度机制 (Mechanism)
2. 调度算法的性能 (Performance)
3.3.6 基于公平原则的调度算法
1. 保证调度算法 (Guaranteed Scheduling)
2. 公平分享调度算法 (Fair Share Scheduling)
公平性的漏洞
它的核心逻辑
3.4 实时调度
3.4.1 实现实时调度的基本条件
1. 提供必要的信息
2. 系统处理能力强
3. 采用抢占式调度机制
4. 具有快速切换机制
3.4.2 实时调度算法的分类
1. 非抢占式调度算法（比较“温和”，实时性较差）
2. 抢占式调度算法（比较“霸道”，实时性强）
3.4.3 最早截止时间有限算法——EDF(Earliest Deadline First)
1. 非抢占式调度用于非周期任务
2. 抢占式调度用于周期性任务
案例背景：
EDF 运行轨迹：
3. 为什么 EDF 更好？（对比结论）
EDF 的精髓：
3.4.4 最低松弛度优先算法——LLF（Least Laxity First）
案例详解：
3.4.5 优先级倒置
1. 问题的起因（低优先级占用了资源）
2. 冲突的发生（高优先级被阻塞）
3. 核心问题点（中优先级的“插队”）
4. 最终解决
解决：优先级继承
习题
1. 调度过程
2. 调度顺序
3. 周转时间
4. 结论
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什么是调度？
3.1.1 处理机调度层次
如果没有多级调度
3.1.2 处理机调度算法的目标
1. 高资源利用率
2. 公平性
饥饿现象
3. 平衡性
进程的分类
4. 策略强制执行
3.1.3. 系统的目标
批处理系统的目标
1. 平均周转时间短
2. 系统吞吐量高
3. 处理机利用率高
分时系统的目标
实时系统的目标
3.2 作业与作业调度
3.2.1 作业（Job）
作业控制块（JCB）
作业运行的生命周期
3.2.2 作业调度的主要任务
3.2.3 调度算法
1. 先来先服务——FCFS (First-Come, First-Served)
2. 短作业优先——SJF（Short Job First）
3. 优先级调度算法——PSA（Priority-Scheduling Algorithm）
4. 高响应比优先算法——HRRN（Highest Response Ratio Next）
3.3 进程调度
3.3.1 进程调度的任务、机制与方式
任务（上下文切换）
机制
进程调度方式
1. 非抢占方式
2. 抢占方式
3.3.2 轮转调度算法（RR）
过程
切换时机
时间片大小的确定
对响应时间的影响
对周转时间的影响
3.3.3 优先级调度算法
1. 静态优先级
2. 动态优先级
3.3.4 多队列调度算法
3.3.5多级反馈队列（Multilevel Feedback Queue, MLFQ）调度算法
1. 调度机制 (Mechanism)
2. 调度算法的性能 (Performance)
3.3.6 基于公平原则的调度算法
1. 保证调度算法 (Guaranteed Scheduling)
2. 公平分享调度算法 (Fair Share Scheduling)
公平性的漏洞
它的核心逻辑
3.4 实时调度
3.4.1 实现实时调度的基本条件
1. 提供必要的信息
2. 系统处理能力强
3. 采用抢占式调度机制
4. 具有快速切换机制
3.4.2 实时调度算法的分类
1. 非抢占式调度算法（比较“温和”，实时性较差）
2. 抢占式调度算法（比较“霸道”，实时性强）
3.4.3 最早截止时间有限算法——EDF(Earliest Deadline First)
1. 非抢占式调度用于非周期任务
2. 抢占式调度用于周期性任务
案例背景：
EDF 运行轨迹：
3. 为什么 EDF 更好？（对比结论）
EDF 的精髓：
3.4.4 最低松弛度优先算法——LLF（Least Laxity First）
案例详解：
3.4.5 优先级倒置
1. 问题的起因（低优先级占用了资源）
2. 冲突的发生（高优先级被阻塞）
3. 核心问题点（中优先级的“插队”）
4. 最终解决
解决：优先级继承
习题
1. 调度过程
2. 调度顺序
3. 周转时间
4. 结论
