0
00:00:00,000 --> 00:00:15,560


1
00:00:15,600 --> 00:00:20,240
今天我们来介绍处理机调度

2
00:00:20,280 --> 00:00:21,560
处理机调度呢 

3
00:00:21,600 --> 00:00:24,160
是计算机操作系统当中

4
00:00:24,200 --> 00:00:28,240
用来管理处理机执行能力的

5
00:00:28,280 --> 00:00:31,400
这一部分资源的功能

6
00:00:31,440 --> 00:00:34,000
那在这里头呢 我们首先会涉及到

7
00:00:34,040 --> 00:00:35,720
处理机调度它到底都要干些什么

8
00:00:35,760 --> 00:00:36,920
这是它的基本概念

9
00:00:36,960 --> 00:00:40,680
然后会说处理机调度的调度算法

10
00:00:40,720 --> 00:00:42,040
那在这里头调度算法呢

11
00:00:42,080 --> 00:00:43,680
我们有单处理机的

12
00:00:43,720 --> 00:00:45,840
那这时候呢 它只有一个CPU

13
00:00:45,880 --> 00:00:47,920
有实时调度算法

14
00:00:47,960 --> 00:00:51,320
这些调度算法是有更强的时间要求

15
00:00:51,360 --> 00:00:53,080
有多处理机调度算法

16
00:00:53,120 --> 00:00:55,000
那这时候 我们调度的时候

17
00:00:55,040 --> 00:00:57,720
更多的考虑是有多个CPU

18
00:00:57,760 --> 00:01:00,240
它们之间如何来协调的问题

19
00:01:00,280 --> 00:01:03,160
那今天呢我们首先来介绍

20
00:01:03,200 --> 00:01:07,360
处理机调度的基本概念

21
00:01:07,400 --> 00:01:10,240
那在在前面呢我们讲过了进程切换

22
00:01:10,280 --> 00:01:11,800
进程切换呢实际上就是

23
00:01:11,840 --> 00:01:15,320
CPU资源的当前占用者的一种切换

24
00:01:15,360 --> 00:01:16,920
它通过这种切换

25
00:01:16,960 --> 00:01:19,760
实现CPU资源的时分复用

26
00:01:19,800 --> 00:01:21,160
那具体说起来呢

27
00:01:21,200 --> 00:01:22,480
我们在前面也讲过 

28
00:01:22,520 --> 00:01:24,960
进程管理里头 进程切换是

29
00:01:25,000 --> 00:01:28,160
保存当前进程的执行上下文

30
00:01:28,200 --> 00:01:30,680
放到你的进程控制块里头

31
00:01:30,720 --> 00:01:34,640
然后恢复下一个进程的执行上下文

32
00:01:34,680 --> 00:01:36,640
那这时候 我们在前面讲

33
00:01:36,680 --> 00:01:39,560
这个进程管理里头说到的进程切换

34
00:01:39,600 --> 00:01:41,600
那这个就和我们这里说到的

35
00:01:41,640 --> 00:01:43,920
CPU资源的时分复用相关

36
00:01:43,960 --> 00:01:47,160
那就是我们这里的处理机调度算法

37
00:01:47,200 --> 00:01:48,960
那这调度算法的功能是什么呢

38
00:01:49,000 --> 00:01:51,320
是说从就绪队列当中

39
00:01:51,360 --> 00:01:53,880
挑选出一个进程

40
00:01:53,920 --> 00:01:56,080
占用CPU进行运行

41
00:01:56,120 --> 00:01:59,880
也就说挑选下一个执行的进程

42
00:01:59,920 --> 00:02:01,720
如果你是多处理机的话

43
00:02:01,760 --> 00:02:03,360
这时候还会有另外一个问题

44
00:02:03,400 --> 00:02:06,680
就是我从多个可以用的CPU当中

45
00:02:06,720 --> 00:02:09,280
我要挑选出一个CPU

46
00:02:09,320 --> 00:02:12,800
给我下一个就绪进程来使用

47
00:02:12,840 --> 00:02:16,080
这是处理机调度要做的功能

48
00:02:16,120 --> 00:02:18,360
那对应着处理机调度的呢

49
00:02:18,400 --> 00:02:19,680
我们有一个调度程序

50
00:02:19,720 --> 00:02:22,520
这个程序是指 在内核当中 

51
00:02:22,560 --> 00:02:25,400
用来挑选就绪进程的这个函数

52
00:02:25,440 --> 00:02:26,800
如果说是多处理机的话

53
00:02:26,840 --> 00:02:31,040
还有负责挑选可用处理机的这个功能

54
00:02:31,080 --> 00:02:33,280
好 那在这个调度程序里

55
00:02:33,320 --> 00:02:34,360
要解决什么问题呢

56
00:02:34,400 --> 00:02:35,960
一个是调度策略

57
00:02:36,000 --> 00:02:40,600
也就说我依据什么来选下一个进程

58
00:02:40,640 --> 00:02:43,400
那还有一个呢是调度时机

59
00:02:43,440 --> 00:02:46,600
也就说我找着一个进程可以运行

60
00:02:46,640 --> 00:02:49,800
那这时候我在什么时候把它切过去呢

61
00:02:49,840 --> 00:02:52,640
那这个时机的选择呢也是非常关键的

62
00:02:52,680 --> 00:02:56,520
下面我们就对此来进行进一步的介绍

63
00:02:56,560 --> 00:02:58,720
首先我们来说调度时机

64
00:02:58,760 --> 00:03:01,920
在前面呢我们有一个进程状态模型

65
00:03:01,960 --> 00:03:04,520
这是我们这里说到的三状态进程模型

66
00:03:04,560 --> 00:03:07,000
那在这些进程的状态里头呢

67
00:03:07,040 --> 00:03:10,360
我们操作系统的进程控制

68
00:03:10,400 --> 00:03:13,280
会来维护当前进程所处的状态

69
00:03:13,320 --> 00:03:14,720
那我们这个调度

70
00:03:14,760 --> 00:03:17,120
在什么时候能切换是最合适的呢

71
00:03:17,160 --> 00:03:18,600
那大家想想 也就是说

72
00:03:18,640 --> 00:03:20,320
我进到堵塞 我退出

73
00:03:20,360 --> 00:03:21,920
没有新的进程运行了

74
00:03:21,960 --> 00:03:24,560
我需要来做这种调度

75
00:03:24,600 --> 00:03:27,360
那实际情况是什么样呢

76
00:03:27,400 --> 00:03:30,360
那这个是我们执行调度程序的条件

77
00:03:30,400 --> 00:03:32,880
第一个是 有进程从运行状态

78
00:03:32,920 --> 00:03:36,000
切换到等待状态

79
00:03:36,040 --> 00:03:37,360
这个切换呢是说

80
00:03:37,400 --> 00:03:39,000
我由于要等待某一个事件

81
00:03:39,040 --> 00:03:41,240
我现在即使你给我CPU资源

82
00:03:41,280 --> 00:03:42,400
我也没办法往下算了

83
00:03:42,440 --> 00:03:44,480
好 它把它放到等待队列里头

84
00:03:44,520 --> 00:03:46,160
这样CPU资源就空闲出来

85
00:03:46,200 --> 00:03:46,960
这时候我可以

86
00:03:47,000 --> 00:03:49,680
再把一个就绪进程放到CPU上

87
00:03:49,720 --> 00:03:53,120
让它切换回来 恢复运行

88
00:03:53,160 --> 00:03:55,160
然后还有一种情况呢是说

89
00:03:55,200 --> 00:03:57,000
我进程退出了

90
00:03:57,040 --> 00:03:59,480
那进程退出之后 那收尾

91
00:03:59,520 --> 00:04:01,720
好 那我这时候CPU资源空出来

92
00:04:01,760 --> 00:04:03,760
我又可以加载一个进程

93
00:04:03,800 --> 00:04:05,920
这里所说的这两种情况呢

94
00:04:05,960 --> 00:04:08,640
是对应着我们的非强占系统

95
00:04:08,680 --> 00:04:10,680
也就说如果你的CPU资源

96
00:04:10,720 --> 00:04:12,400
分配给了一个进程

97
00:04:12,440 --> 00:04:14,840
操作系统不会主动地剥夺

98
00:04:14,880 --> 00:04:17,600
这个进程对CPU的占有

99
00:04:17,640 --> 00:04:21,080
那如果说你是一个强占系统

100
00:04:21,120 --> 00:04:22,280
那么这时候呢

101
00:04:22,320 --> 00:04:24,240
就可能再出现一种情况

102
00:04:24,280 --> 00:04:27,680
说我在有中断请求的时候

103
00:04:27,720 --> 00:04:29,520
或者说有系统调用的时候

104
00:04:29,560 --> 00:04:31,160
那我会呢在这里

105
00:04:31,200 --> 00:04:35,080
再把当前这个进程转成就绪状态

106
00:04:35,120 --> 00:04:36,440
那具体说起来

107
00:04:36,480 --> 00:04:38,120
我在什么时候会出现这种情况呢

108
00:04:38,160 --> 00:04:39,520
有两种情况

109
00:04:39,560 --> 00:04:42,840
一种 如果我们是依据时间来进行调度的

110
00:04:42,880 --> 00:04:46,120
你分配给你的执行时间已经结束了

111
00:04:46,160 --> 00:04:46,960
好 这时候呢

112
00:04:47,000 --> 00:04:49,560
我们的定时会有时钟中断

113
00:04:49,600 --> 00:04:51,560
这个时钟中断 它的处理

114
00:04:51,600 --> 00:04:53,640
会导致把当前正在运行进程

115
00:04:53,680 --> 00:04:55,280
重新放回到就绪队列里头

116
00:04:55,320 --> 00:04:58,520
然后再去找一个新的进程来运行

117
00:04:58,560 --> 00:05:00,120
还有一种情况是说

118
00:05:00,160 --> 00:05:03,240
我有某一个处于等待状态的进程

119
00:05:03,280 --> 00:05:05,360
它由等待变成了就绪

120
00:05:05,400 --> 00:05:07,360
而这时候呢它更急迫

121
00:05:07,400 --> 00:05:08,880
需要来占用CPU

122
00:05:08,920 --> 00:05:10,600
那也会把抢占

123
00:05:10,640 --> 00:05:13,240
会把当前正在运行这个进程

124
00:05:13,280 --> 00:05:15,120
放回到就绪队列当中

125
00:05:15,160 --> 00:05:16,760
好 这是说到的时机

126
00:05:16,800 --> 00:05:19,760
基本上是说我们在状态发生变化的时候

127
00:05:19,800 --> 00:05:22,640
来完成这个调度是比较合适的

128
00:05:22,680 --> 00:05:25,400
其中某一些状态的变化呢

129
00:05:25,440 --> 00:05:27,800
时钟中断也正是由于

130
00:05:27,840 --> 00:05:30,160
以这个调度的原因

131
00:05:30,200 --> 00:05:31,400
所导致的这个状态切换

132
00:05:31,440 --> 00:05:31,480