一? 丶調(diào)度的層次與作用；
處理機調(diào)度：多道程序環(huán)境下，動態(tài)的把處理機分配給就緒隊列中的一個進程使之執(zhí)行。
提高處理機的利用率、改善系統(tǒng)性能，很大程度上取決于處理機調(diào)度的性能
作業(yè)進入系統(tǒng)駐留在外存的后備隊列上，再至調(diào)入內(nèi)存運行完畢，可能要經(jīng)歷下述三級調(diào)度。
?高級調(diào)度（High Scheduling）
?中級調(diào)度（Intermediate-Level Scheduling）
?低級調(diào)度（Low Level Scheduling）
1、高級調(diào)度（High Scheduling）
又稱作業(yè)調(diào)度或長程調(diào)度，接納調(diào)度(Admission
Scheduling)
? 主要在早期批處理階段，處理在外存上的作業(yè)。
?決定外存后備隊列中的哪些作業(yè)調(diào)入內(nèi)存;
?為它們創(chuàng)建進程、分配必要的資源;
?將新創(chuàng)建的進程排在就緒隊列上，準備執(zhí)行。
* 管理的方面比較多。
2、低級調(diào)度（Low Level Scheduling）
也稱為進程調(diào)度、微觀調(diào)度或短程調(diào)度（Short-Term Scheduling）
? 決定內(nèi)存就緒隊列中的哪個進程獲得處理機，進行分配工作。是最基本的一種調(diào)度，在三種基本OS中都有。
3、中級調(diào)度（Intermediate-Level Scheduling）
又稱交換調(diào)度或中程調(diào)度（Medium-Term Scheduling）
? 引入目的：提高內(nèi)存利用率和系統(tǒng)吞吐量。根據(jù)條件將一些進程調(diào)出或再調(diào)入內(nèi)存。
二、常用調(diào)度算法及計算；
1、先來先服務(wù)調(diào)度算法FCFS
(First Come First Service)
? 一種最簡單的調(diào)度算法，按先后順序進行調(diào)度。既可用于作業(yè)調(diào)度，也可用于進程調(diào)度。
v按照作業(yè)提交，或進程變?yōu)榫途w狀態(tài)的先后次序分派CPU；
v新作業(yè)只有當當前作業(yè)或進程執(zhí)行完或阻塞才獲得CPU運行
v被喚醒的作業(yè)或進程不立即恢復(fù)執(zhí)行，通常等到當前作業(yè)或進程出讓CPU。
（所以，默認即是非搶占方式）
2.短作業(yè)優(yōu)先
優(yōu)點：
v通過上表可見采用SJF/SPF算法，平均周轉(zhuǎn)時間、平均帶權(quán)周轉(zhuǎn)時間都有明顯改善。SJF/SPF調(diào)度算法能有效的降低作業(yè)的平均等待時間，提高系統(tǒng)吞吐量。
方式：
v分搶占和非搶占兩種方式，上例為簡單的非搶占式。
vSJF/SPF的不足：
? 1. 對短作業(yè)有利，但同時造成了對長作業(yè)的不利。
???? 2.由于作業(yè)（進程）的長短含主觀因素，不一定能真正做到短作業(yè)優(yōu)先。
???? 3.未考慮作業(yè)的緊迫程度，因而不能保證緊迫性作業(yè)（進程）的及時處理。
3. 高優(yōu)先權(quán)優(yōu)先調(diào)度算法HPF
vHRRN為每個作業(yè)引入動態(tài)優(yōu)先權(quán)，使作業(yè)的優(yōu)先級隨著等待時間的增加而以速率a提高：
? 優(yōu)先權(quán) =（等待時間+要求服務(wù)時間)/要求服務(wù)時間 = 響應(yīng)時間 / 要求服務(wù)時間
什么時候計算各進程的響應(yīng)比優(yōu)先權(quán)？
v需要進行調(diào)度選擇的時候比較各自優(yōu)先權(quán)
?作業(yè)完成時
?新作業(yè)產(chǎn)生時（搶占、非搶占）
?時間片完成時
?進程阻塞時
3. 基于時間片的輪轉(zhuǎn)調(diào)度算法RR
（1）時間片輪轉(zhuǎn)算法
1.將系統(tǒng)中所有的就緒進程按照FCFS原則，排成一個隊列。
2.每次調(diào)度時將CPU分派給隊首進程，讓其執(zhí)行一個時間片。時間片的長度從幾個ms到幾百ms。
3.在一個時間片結(jié)束時，發(fā)生時鐘中斷。
4.調(diào)度程序據(jù)此暫停當前進程的執(zhí)行，將其送到就緒隊列的末尾，并通過上下文切換執(zhí)行當前就緒的隊首進程。
v進程阻塞情況發(fā)生時，未用完時間片也要出讓CPU
能夠及時響應(yīng)，但沒有考慮作業(yè)長短等問題。
（2）多級反饋隊列算法FB
1）設(shè)置多個就緒隊列，各隊列有不同的優(yōu)先級,優(yōu)先級從第一個隊列依次降低。
2）賦予各隊列進程執(zhí)行時間片大小不同,優(yōu)先權(quán)越高，時間片越短。
3）當一個新進程進入內(nèi)存，引發(fā)的調(diào)度過程
1.準備調(diào)度：先將它放入第一個隊列的末尾，按FCFS原則排隊等待調(diào)度。
2.IF時間片內(nèi)完成，便可準備撤離系統(tǒng)；
3.IF時間片內(nèi)未能完成，調(diào)度程序便將該進程轉(zhuǎn)入第二隊列的末尾等待再次被調(diào)度執(zhí)行。
4.當?shù)谝魂犃兄械倪M程都執(zhí)行完，系統(tǒng)再按FCFS原則調(diào)度第二隊列。在第二隊列的稍放長些的時間片內(nèi)仍未完成，再依次將它放入第三隊列。
5.依次降到第n隊列后，在第n隊列中便采取按時間片輪轉(zhuǎn)的方式運行。
注意：
v各隊列的時間片逐漸增大。優(yōu)先級逐漸降低
v僅當優(yōu)先權(quán)高的隊列（如第一隊列）空閑時，調(diào)度程序才調(diào)度第二隊列中的進程運行；僅當?shù)?~（i-1）隊列均空時，才會調(diào)度第i隊列中的進程運行。
v高優(yōu)先級搶占問題:
?第i隊列中為某進程正占有CPU，又有新進程進入優(yōu)先權(quán)較高的隊列（第1~i-1隊中）；
被搶占的進程放回原就緒隊列末尾；
三、死鎖的概念、產(chǎn)生的原因及必要條件；
死鎖（Deadlock）：指多個進程在運行過程中，因爭奪資源而造成的一種僵局。當進程處于這種狀態(tài)時，若無外力作用，它們都將無法再向前推進。
v產(chǎn)生死鎖的原因可歸結(jié)為如下兩點：
1.競爭資源。系統(tǒng)中供多個進程共享的資源如打印機、公用隊列等的數(shù)目不滿足需要時，會引起資源競爭而產(chǎn)生死鎖。
2.進程間推進順序非法。進程在運行過程中，請求和釋放資源的順序不當，同樣會導(dǎo)致死鎖。
3、 產(chǎn)生死鎖的必要條件
①互斥條件：進程對所分配到的資源進行排他性使用
②請求和保持條件：進程已經(jīng)保持了至少一個資源，又提出新的資源請求，而新請求資源被其他進程占有只能造成自身進程阻塞，但對自己已獲得的其他資源保持不放，必然影響其他進程。
③不剝奪條件：進程已獲得的資源未使用完之前不能被剝奪，只能在使用完時由自己釋放。
④環(huán)路等待條件
四、處理死鎖的基本方法；
事先預(yù)防：
①預(yù)防死鎖
v設(shè)置限制條件，破壞四個必要條件的一個或幾個，預(yù)防發(fā)生死鎖。
v較易實現(xiàn)。限制條件的嚴格也會導(dǎo)致系統(tǒng)資源利用率和系統(tǒng)吞吐量降低。
②避免死鎖
v不須事先限制，破壞四個必要條件，而是在資源的動態(tài)分配過程中，用某種方法去防止系統(tǒng)進入不安全狀態(tài)，從而避免發(fā)生死鎖。
v這種事先加以較弱限制的方法，實現(xiàn)上有一定難度，但可獲較高的資源利用率及系統(tǒng)吞吐量，目前在較完善的系統(tǒng)中，常用此方法來避免發(fā)生死鎖。
事后處理：
③檢測死鎖。
v允許系統(tǒng)運行過程中發(fā)生死鎖，但通過系統(tǒng)檢測機構(gòu)可及時的檢測出，能精確確定與死鎖有關(guān)的進程和資源；然后采取適當?shù)拇胧?，從系統(tǒng)中將已發(fā)生的死鎖清除掉。
④解除死鎖。
v與死鎖檢測配套的一種措施。
v常用的實施方法：撤銷或掛起一些進程，以便回收一些資源并將他們分配給已阻塞進程，使之轉(zhuǎn)為就緒以繼續(xù)運行。
v死鎖的檢測與解除措施，有可能使系統(tǒng)獲得較好的資源利用率和吞吐量（死鎖幾率不一定很高），但在實現(xiàn)上難度也最大。
五、銀行家算法及計算；
? 最有代表性的避免死鎖的算法，是Dijkstra的銀行家算法。由于該算法能用于銀行系統(tǒng)現(xiàn)金貸款的發(fā)放而得名。
? 【思路描述】：隨時對系統(tǒng)中的所有資源信息進行統(tǒng)計，包括每種資源的數(shù)量、已分配給各進程的數(shù)量；每當進程提出某種資源請求時判斷該請求分配后是否安全，如果安全才分配。對每個資源請求的處理都要保證系統(tǒng)始終從一個安全狀態(tài)到另一個安全狀態(tài)1）銀行家算法中的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)
（1）各類可利用資源的數(shù)量
u向量Available：（i1，i2，…，im），含m個元素，每個元素代表一類可利用的資源數(shù)目。
u動態(tài)變化的，初始值是系統(tǒng)配置的該類資源的全部數(shù)目，值隨資源的分配與回收而動態(tài)的改變。
u實現(xiàn)：一維數(shù)組。Available【j】=K，表示系統(tǒng)中Rj類資源現(xiàn)有可用數(shù)量為K個。
②已分配矩陣Allocation。
un*m，定義系統(tǒng)中每一進程已獲得的每類資源數(shù)量。
uAllocation【i，j】=K，表示進程i當前已分得Rj類資源數(shù)為K。
③還需求的矩陣Need。
un*m，表示每一進程尚需的各類資源數(shù)。
uNeed【i，j】=K，表示進程i還需要Rj類資源K個，方能完成任務(wù)。
|上述三個矩陣存在關(guān)系：
? Max【i，j】=Allocation【i，j】+Need【i，j】
|每次，給進程 i 分配資源的動作，影響上述數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的取值：
? Available【μ】，Allocation【i，μ】，Need【i，μ】
算法過程：
就是對各進程的Request向量及資源數(shù)量進行一系列判斷及值操作。
進程Pi發(fā)出資源請求后，系統(tǒng)按下述步驟進行檢查：
首先是兩個基本判斷：
（1）IF Requesti[j]<= Need[i,j]
? THEN轉(zhuǎn)向步驟2；
? ELSE認為出錯，所需資源數(shù)超過宣布的最大值（自我矛盾)
（2）IF Requesti[j]<= Available[j]
? THEN轉(zhuǎn)向步驟3；
? ELSE表示尚無足夠資源，Pi需等待（現(xiàn)實不滿足）
如果上面兩步判斷都通過了，進入實質(zhì)的資源分析
（3）系統(tǒng)試探著把資源分配給進程Pi
，并修改相應(yīng)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的值（假設(shè)性操作）：
???? Available【j】? =
???? Allocation【i,j】=
???? Need【i,j】=
（4）系統(tǒng)執(zhí)行安全性算法，判斷新的資源分配狀態(tài)是否是安全的。
? 即：找一個安全序列，使這些進程按順序執(zhí)行完）如果能夠找到，則將假設(shè)操作真正實施完成資源分配。
