操作系统 —— 处理器调度
概念
处理器调度 —— 控制、协调进程对CPU的竞争。即按一定的调度算法从就绪队列中选择一个进程，把CPU的使用权交给被选中的进程。
如果没有就绪进程，系统会安排一个系统空闲进程或idle进程。
调度时机
内核对中断/异常/系统调用处理后返回用户态时。
- 进程正常终止或由于某种错误终止
- 新进程创建或一个等待进程变就绪
- 当一个进程从运行态变阻塞态
- 当一个进程从运行态变就绪态
调度过程
进程切换
- 切换全局页目录以加载一个新的地址空间
- 切换内核栈和硬件上下文
上下文切换开销
- 直接开销：保存和恢复寄存器、切换地址空间
- 间接开销：高速缓存、缓冲区缓存、TLB失效
调度算法
用户角度和系统角度考虑的问题是不一样的，设计算法时要在各种因素中做一个权衡。
调度算法衡量指标
- 吞吐量 Throughtout： 每单位时间完成的进程数目
- 周转时间 TT（Turnaround Time）：每个进程从提出请求到运行完成的时间
- 响应时间 RT（Response Time）：从提出请求到第一次回应的时间
- CPU利用率（CPU Utilzation）：CPU做有效工作时间的比例
- 等待时间（Waiting Time）：每个进程在就绪队列（ready queue）中等待的时间
设计调度算法时需要考虑的问题
- 进程优先级
- 静态优先级：创建时指定，运行过程中不再改变
- 动态优先级：创建时指定，运行中也可以动态变化。如：等待较长的进程可提升优先级。
- 就绪队列组织：如按优先级排队
- 抢占与非抢占
- 可抢占式Preempive(可剥夺式)：可抢占优先级低进程的CPU
- 非可抢占式：与上相反
