2.3 处理机调度

2.3.3 调度时机、切换与过程

　　调度通常在进程切换时进行，本小节将重点介绍引起进程调动的主要因素、调度的队列及分派程序。
　　1．引起进程调度的因素
　　引起进程调度的因素与操作系统的类型有关，也与操作系统内核的具体实现方法有关。把引起进程调度的因素归纳起来，大体上可分为如下5个：
　　正在执行进程执行完毕或发生某事件而不能再继续执行；
　　执行中的进程因提出I/O请求而暂停执行；
　　在进程通信或同步过程中执行了某种原语操作，如P操作等；
　　在可剥夺式调度中，有一个比当前进程优先级更高的进程进入就绪队列；
　　在时间片轮转法中，分配的时间片用完。
　　2．调度队列
　　在单处理机系统中，只有一个进程处于执行状态，其余所有进程或者在就绪队列中等待CPU，或者因提出I/O请求，而在相应的设备队列中等待。每一个或每一类设备都有自己的队列。对于某些专用设备，如分时终端，至多有一个进程；而对一些可共享设备，如磁盘，可能有多个进程队列在等待。凡在设备队列上等待的进程，当其I/O请求完成后，便进入就绪队列；此外，新创建进程也放在就绪队列中。
　　系统可以把就绪队列组织成栈、树或一个无序链表。至于采用何种组织形式，与所采用的调度算法有关。例如，在轮转法中，就绪进程常组织成FIFO队列形式。在最高优先级优先调度算法中，进程在进入就绪队列时，根据其优先级的高低，把它插在队列中相应优先级的位置上。这样，调度程序总是把处理机分配给就绪队列中的首进程。在最高优先级优先的调度算法中，也可采用无序链表方式，即每次进程进入就绪队列时，只被放在队尾，而由调度算法在每次调度时，依次比较队列中各个进程的优先级，从中找出优先级最高的进程，把处理机分配给它。显然，比起优先级队列来说，这种方式调度效率比较低。
　　3．分派程序
　　进程调度算法只是决定哪一个进程将获得处理机，而将处理机分配给该进程的具体操作是由分派程序完成的。分派程序首先将正在执行进程的CPU状态保存在该进程的PCB的现场保留区中，再从被调度程序选中的进程PCB现场保留区中，取出其CPU状态信息来重新布置CPU现场。CPU状态信息包括程序状态寄存器、若干个通用寄存器、程序计数器等信息。这样被调度到的进程便可继续执行。