處理機管理ppt課件(2)(編輯修改稿)
2025-02-06 01:30 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 第 3節(jié) 處理機管理 2．時間片輪轉(zhuǎn)調(diào)度 先來先服務(wù)的一個重要變形 ， 就是輪轉(zhuǎn)規(guī)則 。 輪轉(zhuǎn)調(diào)度算法是系統(tǒng)把所有就緒進程按先后次序排隊 ， 處理機總是優(yōu)先分配給就緒隊列中的第一個就緒進程 ， 并分配它一個固定的時間片 （ 如 100毫秒 ） 。 當該運行進程用完規(guī)定的時間片時 ， 被迫釋放處理機給下一個處于就緒隊列中的第一個進程 ， 分給這個進程相同的時間片 ， 每個運行完時間片的進程 ， 當未遇到任何阻塞時 ， 就回到就緒隊列的尾部 ，并等待下次轉(zhuǎn)到它時再投入運行 。 于是 ， 只要是處于就緒隊列中的進程 ， 按此種算法遲早總可以分得處理機投入運行 。 第 3節(jié) 處理機管理 3．分級輪轉(zhuǎn)法 所謂分級輪轉(zhuǎn)法就是將先前的一個就緒隊列。根據(jù)進程的優(yōu)先數(shù)不同劃分兩個或兩個以上的就緒隊列，并賦給每個隊列不同的優(yōu)先數(shù)。以兩個就緒隊列為例，一個具有較高優(yōu)先數(shù)，另一個具有較低優(yōu)先數(shù)，前者稱為前臺隊列，后者稱為后臺隊列。 第 3節(jié) 處理機管理 4．優(yōu)先數(shù)法 根據(jù)已占有處理 機的進程是否可被剝奪而分為優(yōu)先占有法和優(yōu)先剝奪法兩種 。 優(yōu)先占有法的原理是：一旦某個最高優(yōu)先數(shù)的就緒進程分得處理機之后，只要不是其自身的原因被阻塞（如要求I/O操作）而不能繼續(xù)運行時，就一直運行下去，直至運行結(jié)束。 優(yōu)先剝奪法的原理是：當一個正在運行的進程即使其時間片未用完，無論什么時候，只要就緒隊列中有一個比它的優(yōu)先數(shù)高的進程，優(yōu)先數(shù)高的進程就可以取代以前正在運行的進程，投入運行 。 第 3節(jié) 處理機管理 確定進程的優(yōu)先數(shù)通常應(yīng)考慮如下幾個因素： （ 1）進程類型。 （ 2）運行時間。 （ 3）作業(yè)的優(yōu)先數(shù)。 （ 4）動態(tài)優(yōu)先數(shù)。 第 3節(jié) 處理機管理 調(diào)度用的進程狀態(tài)切換圖 圖 調(diào)度用的進程狀態(tài)切換圖 第 3節(jié) 處理機管理 進程通信 臨界資源和臨界區(qū) 進程的通信方式之一 —— 同步與互斥 兩個經(jīng)典的同步 /互斥問題 結(jié)構(gòu)化的同步 /互斥機制 —— 管程 進程的通信方式之二 —— 消息緩沖 第 3節(jié) 處理機管理 臨界資源和臨界區(qū) 在計算機中有許多資源只允許一個進程使用，如果有多個進程同時去使用這類資源就會產(chǎn)生嚴重的錯誤，這樣的資源稱為 臨界資源 。 幾個進程若共享同一臨界資源，它們必須以互斥的方式使用這個臨界資源，即當一個進程正在使用臨界資源且尚未使用完畢時，則其他進程必須推遲對該資源的進一步操作，在當前進程的使用完成之前，不能從中插進去使用這個臨界資源，否則將會造成信息混亂和操作出錯。 使用該臨界資源的一段代碼稱為 臨界區(qū) 或 臨界段 。 第 3節(jié) 處理機管理 進程的通信方式之一 —— 同步與互斥 同步： 我們把進程間的必須互相合作的協(xié)同工作關(guān)系 ， 稱為進程同步 。 互斥： 兩個并行的進程 A、 B， 如果當 A進行某個操作時， B不能做這一操作，進程間的這種限制條件稱為進程互斥，這是引起資源不可共享的原因。 第 3節(jié) 處理機管理 硬件實現(xiàn) 軟件實現(xiàn) 1）設(shè)置標志： flag 2） 對信號量操作（ P、 V操作） 第 3節(jié) 處理機管理 P、 V操作對信號量 S操作的定義： ? P操作 S=S1 If(S0)then status(q)=“blocked” //將進程 q置為阻塞 Insert(Q,q) //將 q插入阻塞隊列 Q中 return 第 3節(jié) 處理機管理 ? V操作 S=S+1 If (S≤0)then Remove(Q,R) //將 R移出阻塞隊列 Q Status174。=“ready” //將 R置為“就緒” Insert(RL,R) //將 R插入就緒隊列 RL return 第 3節(jié) 處理機管理 兩個經(jīng)典的同步 /互斥問題 1．生產(chǎn)者與消費者問題 2．讀者與寫者問題 第 3節(jié) 處理機管理 1．生產(chǎn)者與消費者問題 Dijkstra把廣義同步問題抽象成一種“生產(chǎn)者與消費者問題”（ Producerconsumerrelationship） 的抽象模型。事實上，計算機系統(tǒng)中的許多問題都可歸結(jié)為生產(chǎn)者與消費者問題，生產(chǎn)者與消費者可以通過一個環(huán)形緩沖池（見圖）聯(lián)系起來，環(huán)形緩沖池由幾個大小相等的緩沖塊組成，每個緩沖塊容納一個產(chǎn)品。每個生產(chǎn)者可不斷地每次往緩沖池中送一個生產(chǎn)產(chǎn)品，而每個消費者則可不斷地每次從緩沖池中取出一個產(chǎn)品。 第 3節(jié) 處理機管理 圖 環(huán)形緩沖池 第 3節(jié) 處理機管理 下面給出基于環(huán)形緩沖區(qū)的生產(chǎn)者與消費者關(guān)系的形式描述 ， 設(shè)： （ 1） 公用信號量 mutex： 初值為 1， 用于實現(xiàn)臨界區(qū)互斥 。 （ 2） 生產(chǎn)者私用信號量 empty： 初值為 n， 指示空緩沖塊數(shù)目 。 （ 3） 消費者私用信號量 full： 初值為
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