操作系统的调度机制与优化
操作系统的基本功能
操作系统(Operating System，简称OS)是管理计算机硬件与软件资源的计算机程序。操作系统需要处理如管理与配置内存、决定系统资源供需的优先次序、控制输入设备与输出设备、操作网络与管理文件系统等基本事务。
短期调度程序的作用
短期调度程序(又称CPU调度程序)的总体目的是决定在就绪队列中的哪个进程在时钟中断、I/O中断、操作系统调用或其他形式的信号之后执行。因此，可以确保CPU花时间执行进程，而不是空闲。
长期调度程序的作用
长期调度程序的总体目的是决定是否应将新进程放入主存储器中的就绪队列中还是将其延迟。因此，它确保就绪队列不会溢出并节省内存空间。
中期调度程序的作用
中期调度程序的总体目的是临时从主存储器中删除已处理的文件，并将其放置在辅助存储器中,反之亦然。因此,它也可以帮助节省内存。
调度标准的定义与目标
1. CPU利用率：CPU利用率是衡量CPU执行用户级进程代码的时间百分比。目标是最大化该度量。
2. 吞吐量：每个时间单位完成其执行的进程数。目标是最大化该度量。
3. 周转时间：执行特定过程所需的时间。目标是最小化该度量。
4. 等待时间：进程在就绪队列中等待的时间。目标是最小化该度量。
5. 响应时间：从提交请求到产生第一个响应所花费的时间。目标是最小化该度量。
调度程序调度的含义与步骤
调度程序调度是指当调度程序从内存中准备执行的进程中选择一个进程时,然后给出所选的CPU过程控制。在调度期间采取的措施包括:切换内容、切换到用户模式,以及跳转到用户程序中的正确位置以恢复该程序的执行。
调度延迟的定义
调度延迟是指调度程序从一个进程切换到另一个进程所花费的时间。
抢占式调度和非抢占式调度
1. 抢占式调度是指调度是由正在运行的进程外部的事件引起的。
2. 非抢占式调度是由流程本身引起的,例如PSJF和SJF。
综上所述,操作系统的调度机制是一个复杂的过程,需要平衡多个指标来优化系统性能。通过合理设计调度算法,可以提高CPU利用率、吞吐量,缩短周转时间和响应时间,提升整体系统效率。
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