计算机系统（13）----- 进程的调度和切换

----------文章参考自王道论坛视频

一、进程调度

​ 进程调度（低级调度），就是按照某种算法从就绪队列中选择一个进程为其分配处理机；

1.1 调度的时机

​ 需要进行调度与切换的情况

当前运行的进程主动放弃处理机

• 进程正常终止；
• 运动过程中发生异常而终止；
• 进程主动请求阻塞（如：等待 I / O ）

当前运动的进程被动放弃处理机

• 分给进程的时间片用完
• 有更紧急的事要处理（如：I / O 中断）
• 有更高优先级的进程进入就绪队列

不能进行进程调度与切换的情况

• 在处理中断的过程中，中断处理过程复杂，与硬件密切相关，很难做到在中断处理过程中进行进程切换；
• 进程在操作系统内核程序临界区中；
• 在原子操作过程中（原语），原子操作不可中断；

1.2 几个临界区别

临界资源：

一个时间段内只允许一个进程使用的资源，各进程互斥地访问临界资源；

临界区:

访问临界资源的代码；

内核程序临界区：

内核程序临界区一般是用来访问某种内核数据结构；

1.3 进程调度的方式

1.3.1 定义

非剥夺调度方式

• 又称非抢占方式；
• 只允许进程主动放弃处理机；
• 在运行过程中即便有更紧迫的任务到达，当前进程依然会继续使用处理机，直到该进程终止或主动要求进入堵塞态；

剥夺调度方式

• 又称抢占方式；
• 当一个进程正在处理机上执行的时候，如果有一个更紧要的进程需要使用处理机，则立即停止正在执行的进程，将处理机分配给更紧要的进程；

1.3.2 两种方式的优点

非剥夺调度方式:

优点：

• 实现简单，系统开销量小；

缺点：

• 无法及时处理紧急任务；

适合于早期的批处理系统；

剥夺调度方式：

优点：

• 可以优先处理处理更紧急的进程；
• 也可实现让各进程按时间片轮流执行功能；

适合于分时操作、实时操作系统；

二、进程的切换

进程切换是指一个进程让出处理机，由另一个进程占用处理机的过程

2.1 进程切换做了什么

1. 对原来的进程各种数据的保存；
2. 对新的进程各种数据的恢复；

进程切换是有代价的，如果过于频繁的进行进程的调度、切换，必然会使整个系统的效率降低，使系统大部分时间都花在了进程切换上，而真正用于执行的进程时间减少；