2.7、进程调度的时机、切换与过程、方式

1、进程调度的时机

$进程调度$（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

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进程在$操作系统内核程序临界区$中$不能$进行调度与切换 √

（2012 年联考真题）进程处于$临界区$时$不能$进行处理机调度 ❌

临界资源：一个时间段内只允许一个进程使用的资源。

• 各进程需要$互斥地$访问临界资源。

临界区：访问临界资源的那段代码。

$内核程序临界区$一般是用来访问$某种内核数据结构$的，

• 比如进程的就绪队列（由各就绪进程的 PCB 组成)

若还没有退出内核程序临界区（还没解锁）就进行进程调度（访问就绪队列），

• 但是进程调度的相关程序也需要访问就绪队列，

  但此时就绪队列被锁住了，因此又无法顺利进行进程调度

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若此时进程访问的是普通的临界资源，例如：打印机

在打印机打印完成之前，进程一直处于临界区内，临界资源不会解锁。

• 但打印机又是慢速设备，此时如果一直不允许进程调度的话就会导致 CPU 一直空闲

普通I临界区访问的临界资源不会直接影响操作系统内核的管理工作。

• 因此在访问普通临界区时可以进行调度与切换。

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2、进程调度的方式

有的系统中，只允许进程主动放弃处理机

有的系统中，进程可以主动放弃处理机，

• 当有更紧急的任务需要处理时，也会强行剥夺处理机（被动放弃)

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2.1、非剥夺方式（非抢占方式）

$非剥夺调度方式$，又称$非抢占方式$。

• 即，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阻塞态。

实现简单，系统开销小但是无法及时处理紧急任务，适合于早期的批处理系统

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2.2、剥夺调度方式（抢占方式）

$剥夺调度方式$，又称$抢占方式$。

• 当一个进程正在处理机上执行时，如果有一个更重要或更紧迫的进程需要使用处理机，则立即暂停正在执行的进程，将处理机分配给更重要紧迫的那个进程。

可以优先处理更紧急的进程，也可实现让各进程按时间片轮流执行的功能（通过时钟中断）。

• 适合于分时操作系统、实时操作系统

3、进程的切换与过程

“狭义的进程调度” 与 “进程切换” 的区别

“狭义的进程调度” 与 “进程切换” 的区别:

$狭义的进程调度$指的是从就绪队列中$选中一个要运行的进程$。

• 这个进程可以是刚刚被暂停执行的进程，也可能是另一个进程，后一种情况就需要进程切换

$进程切换$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。

$广义的进程调度$包含了选择一个进程和进程切换两个步骤。

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进程切换的过程主要完成了:

1. 对原来运行进程各种数据的保存（信息一般保存在 PCB 中）

2. 对新的进程各种数据的恢复

   （如:程序计数器、程序状态字、各种数据寄存器等处理机现场信息，这些信息一般保存在进程控制块）

注意：$进程切换是有代价的$

• 因此如果过于频繁的进行进程调度、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，而真正用于执行进程的时间减少。

4、整体框架