在境外做色情网站广州市最新消息
计算机操作系统（十）调度的概念与层次，进程调度的时机与过程的调度方式
- 前言
- 一、调度的概念：
- 二、调度的三个层次：
- 1. 高级调度（作业调度）
- 2. 中级调度（内存调度）
- 3. 低级调度（进程调度）
- 三、进程的挂起状态与七状态模型
- 挂起状态：进程的"休眠模式"
- 七状态模型：进程的7种状态变化
- 四、三层调度的联系与对比
- 五、进程调度的时机：什么时候需要"换选手"
- 需要调度的情况：
- 1. 主动放弃：进程自己"举手投降"
- 2. 被动放弃：系统强制"换人"
- 不能调度的情况：
- 1. 临界资源访问时：需要"排队使用"
- 2. 内核临界区：系统的"敏感操作"
- 特殊情况：有的系统只允许主动放弃
- 六、进程调度的方式
- 1. 非剥夺调度（非抢占式）
- 2. 剥夺调度（抢占式）
- 七、进程切换
- 狭义vs广义调度：
- 进程切换的过程：
- 频繁切换的代价：
前言
- 在上一篇博客里，我们聊了线程的概念和特点。
- 这篇博客里我们来详细讲一下操作系统里另一个重要概念 ——调度，看看系统如何像一位高效的管家，合理安排进程的运行顺序。
我的个人主页，欢迎来阅读我的其他文章
https://blog.csdn.net/2402_83322742?spm=1011.2415.3001.5343
我的操作系统博客专栏
https://blog.csdn.net/2402_83322742/category_12916780.html?spm=1001.2014.3001.5482
一、调度的概念：
- 想象你在食堂打饭，阿姨要决定先给哪个同学打菜，这就是一种"调度"。
- 在计算机里，调度指的是操作系统为进程（程序的运行实例）分配CPU资源的过程。比如你同时打开微信、浏览器和文档，系统需要决定先让哪个程序占用CPU运行，这就是进程调度的核心任务。
二、调度的三个层次：
1. 高级调度（作业调度）
- 作用：从外存（硬盘）中选择一批作业装入内存，相当于学校的"招生办"。比如你双击打开一个游戏，系统先把游戏数据从硬盘加载到内存，这个过程就由高级调度负责。
- 例子：手机后台有10个待启动的App，系统先加载常用的微信、支付宝到内存，暂时把不常用的游戏留在硬盘。
2. 中级调度（内存调度）
- 作用：把暂时不用的进程从内存移到外存（挂起），需要时再移回来。比如你把视频软件最小化到后台，系统会减少它占用的内存资源，甚至暂时"冻结"它。
- 例子：电脑同时运行3个大型软件时卡顿，系统会自动把暂时不用的软件数据移到硬盘虚拟内存，释放物理内存给当前使用的软件。
3. 低级调度（进程调度）
- 作用：在内存中选择一个就绪进程分配CPU，是最频繁、最底层的调度。比如你一边听歌一边打字，系统会让音乐进程和打字进程轮流占用CPU，每次几毫秒。
- 例子：手机微信收到消息时，系统立即暂停当前的游戏进程，让微信进程占用CPU处理消息，处理完再切回游戏。
三、进程的挂起状态与七状态模型
挂起状态：进程的"休眠模式"
- 当进程被中级调度移到外存时，就进入挂起状态，相当于手机App被"后台冻结"。比如你把浏览器最小化很久，系统会挂起它，此时它既不能运行（不在内存），也不能立即恢复（需要重新加载到内存）。
七状态模型：进程的7种状态变化
- 运行态：正在占用CPU（比如你正在编辑的文档）。
- 就绪态：在内存中准备好运行，等待CPU分配（比如后台等待的微信）。
- 阻塞态：因等待资源（如等待网络加载）暂停运行（比如视频缓冲时的播放进程）。
- 挂起运行态：运行时被挂起到外存（很少见，比如极端内存不足时）。
- 挂起就绪态：就绪态被挂起（比如长期最小化的App）。
- 挂起阻塞态：阻塞态被挂起（比如等待文件下载时被冻结的进程）。
- 新建态：进程刚创建，还未进入内存（比如刚点击打开但未加载的程序）。
四、三层调度的联系与对比
| 调度层次 | 核心任务 | 操作对象 | 执行频率 | 例子类比 |
|---|---|---|---|---|
| 高级调度 | 决定谁进入内存 | 作业（程序） | 几分钟一次 | 学校招生办筛选学生 |
| 中级调度 | 调整内存中的进程状态 | 进程（内存数据） | 几秒一次 | 班主任调整学生座位 |
| 低级调度 | 决定谁占用CPU | 进程（CPU时间） | 每毫秒多次 | 老师点名学生轮流发言 |
五、进程调度的时机：什么时候需要"换选手"
需要调度的情况：
1. 主动放弃：进程自己"举手投降"
- 进程完成任务（比如视频下载完毕）。
- 进程进入阻塞态（比如等待用户输入时）。
- 例子：你在文档中按下"保存"后，保存进程会主动暂停，等待硬盘写入完成，此时系统调度其他进程。
2. 被动放弃：系统强制"换人"
- 时间片用完（比如每个进程只能用10毫秒CPU，时间到就强制切换）。
- 更高优先级进程到来（比如手机来电时，系统强制暂停当前游戏）。
- 例子：电脑运行多个程序时，系统每隔几毫秒就切换一次，让每个程序"轮流执政"，避免某个程序独占CPU。
不能调度的情况：
1. 临界资源访问时：需要"排队使用"
- 比如多个进程同时操作打印机，必须等一个进程打印完，另一个才能开始，否则会导致打印乱码。就像两个人同时用一支笔写字，必须轮流使用。
2. 内核临界区：系统的"敏感操作"
- 当进程在内核态执行关键操作（如修改内存分配表）时，不能被中断，否则可能导致系统崩溃。好比医生做手术时不能被打断，否则会有危险。
特殊情况：有的系统只允许主动放弃
- 比如早期的Windows系统，进程必须自己释放CPU，否则会导致卡顿（类似老师让学生自由发言，不强制打断）。
六、进程调度的方式
1. 非剥夺调度（非抢占式）
- 特点：一旦进程占用CPU，除非主动放弃，否则不会被打断，实现简单但实时性差。
- 例子：传统课堂上，老师让一个学生发言，必须等他说完才能叫下一个，即使另一个学生有更紧急的问题。
2. 剥夺调度（抢占式）
- 特点：系统可以强制中断当前进程，分配给更高优先级的进程，实时性强但实现复杂。
- 例子：医院急诊，无论当前病人是谁，只要有更危重的患者到来，医生会立即暂停当前处理，优先抢救急诊病人。
七、进程切换
狭义vs广义调度：
- 狭义调度：单纯选择哪个进程运行（相当于老师决定叫哪个学生发言）。
- 广义调度：包括进程切换的全过程（不仅决定叫谁，还要让前一个学生坐下，下一个学生站起来）。
进程切换的过程：
- 保存旧进程数据：把当前进程的CPU寄存器值、内存地址等保存到"进程控制块"（类似学生的课堂笔记）。
- 恢复新进程数据：把新进程的"笔记"加载到CPU，让它从上次中断的地方继续运行（类似学生接着上次的内容继续发言）。
频繁切换的代价：
- 每次切换需要几十到几百纳秒的时间，如果频繁切换（比如每秒上万次），会浪费大量CPU时间在"保存/恢复"上，导致系统卡顿。就像频繁换电视频道，每次换台都需要加载新频道，换得太频繁就会觉得电视卡壳。
以上就是对本次关于操作系统博客内容的总结，后续我们将深入探讨操作系统更多知识。
我的个人主页，欢迎来阅读我的其他文章
https://blog.csdn.net/2402_83322742?spm=1011.2415.3001.5343
我的操作系统博客专栏
https://blog.csdn.net/2402_83322742/category_12916780.html?spm=1001.2014.3001.5482
| 非常感谢您的阅读，喜欢的话记得三连哦 |
