大家好,又见面了,我是你们的朋友全栈君。
很多学习完《操作系统原理》这门课程的小伙伴都应该对“FCFS(先到先服务)”、“SJF(短作业优先)”等调度算法原理比较熟悉。但是在实际做题的时候,往往一不小心就把概念搞错,不容易区分“作业调度”和“进程调度”的区别。下面我主要针对这两个概念进行解析并给出经典习题解答。 PS:本博客并不详解每种调度算法的原理,因此有这方面需求的小伙伴可以直接pass了。
作业调度又称为高级调度,频度较低。其主要工作是将位于外存后备队列中的某个(或某几个)作业调入内存,排在就绪队列上。注意了,这个时候仅仅是将作业调入内存,并为作业创建进程、分配资源,此时进程处于就绪态,并没有执行。
进程调度又称为低级调度,是最基本的、频度最高的调度方式。其主要任务是从就绪队列中选取一个(或几个)进程,并分配处理机的过程,这时候才可以理解为“执行”。
作业调度和进程调度最主要的区别在于,前者是为作业建立进程的过程,是将作业由外存调入内存的过程;而后者整个过程并没有跑出内存的范围,是将就绪态的进程变为运行态的过程。
下面,我们就某个实例题目,给大家做进一步的辨析。 ——————————————————————————— 题目: 有一个两道批处理系统,它只有一个CPU(一次只能处理一个进程),在作业调度算法采用短作业优先调度、进程调度算法采用抢占式优先级调度。假设有四个作业J1、J2、J3、J4,其运行情况如下表所示,采用“优先数越小、优先级越高”的原则,计算平均周转时间。
解析: 在做这种题的时候最好画一个就绪队列,或者脑海中想象一个就绪队列,以免思维混乱,初始情况下就绪队列为空:
还要注意一点的是,“单CPU两道批处理系统”的意思是,一次最多允许两道作业存在,并且一次只能处理一道作业。
① 首先8:00的时候作业J1到达(注意这里的“到达”不是指到达就绪队列,而是表明“J1这个任务来了,我们即将处理它”,很浅层的意思,不要多想),这个时候只有J1,那么毫无疑问直接调入内存,由于是两道批处理,我们假设这里的内存叫内存1,进入就绪队列,然后开始执行,也就是分配CPU; 此时的就绪队列如下(空),因为J1刚进入就绪队列就被分配了CPU,转为运行态:
② 8:20的时候,J2到达,此时内存还有个位置空闲,显然将J2调入内存,我们叫内存2,进入就绪队列,那调入内存后要不要分配CPU呢?这就得看我们的进程调度算法了,使用抢占式优先级调度,J2的优先数要小于J1,因此优先级大,此时J1被迫暂停执行,重新回归就绪队列,而J2从就绪队列出去,分配CPU,进入运行态,而此时J1还剩下20min时间; 此时的就绪队列如下:
③ 8:30的时候,J3到达,但是内存此时已经没有位置了,即一道给了J1,另一道给了J2,因此J3只能在外存的后备队列里等着,进不了就绪队列; 此时的就绪队列没变:
④ 8:50,J2执行完毕,这样“内存2”就空出来了,此时J4正好也到达了,那到底是将J3还是J4调入内存就绪队列中呢?看我们的作业调度算法,短作业优先,J4需要的的时间要比J3短,因此J4先调入内存2; 此时的就绪队列如下:
⑤ 现在就绪队列里有J1、J4,谁先执行呢?比较优先级的大小!J1的优先级大,因此J1先执行。注意:此时两道内存仍然还有作业,因此J3还是要在外存中等着; 此时的就绪队列如下:
⑥ 9:10的时候,J1执行完毕了,内存1就空出来了,这个时候J3就可以调入内存1了,即进入就绪队列; 此时的就绪队列如下:
⑦ 同理,J3优先级高,先占用CPU开始执行,到10:00执行完毕,此时J4分配CPU开始执行20min,到10:20执行完毕。至此,全部作业都完成了。 此时的就绪队列自然也清空了:
好了,以上就是整个过程的全部详解,只看文字略显枯燥,我们附上整个过程的Gantt图:
答案: J1的周转时间 = J1的等待时间 + J1的运行时间 = 30 + 40 = 70min; J2的周转时间 = 0 + 30 = 30min; J3的周转时间 = 40 + 50 = 90min; J4的周转时间 = 70 + 20 = 90min.
最终的平均周转时间 = (70 + 30 + 90 + 90) / 4 = 70min.
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