王道操作系统笔记，视频链接：2.2.1 调度的概念、层次

知识总览

1. 基本概念
2. 处理机调度分为三个层次：
   • 高级调度（作业调度）
   • 中级调度（内存调度）
   • 低级调度（进程调度）
3. 三层调度的联系、对比
4. 补充知识（由中级调度引出）：
   • 进程的“挂起态”
   • 七状态模型
5. 图示：
   

调度的基本概念

1. • 例1：银行中普通客户先到先服务，VIP用户优先服务
   • 例2：某个公共场所，使用时间短的优先，时间相同的先排队先使用
   • 这些都是调度的例子
2. 当有一堆任务要处理，但由于资源有限，这些事情没法同时处理。这就需要确定某种规则来决定处理这些任务的顺序，这就是“调度”研究的问题。

调度的三个层次

高级调度（作业调度）

1. 作业：一个具体的任务
   用户向系统提交一个作业 ≈ 用户让操作系统启动一个程序（来处理一个具体的任务）
2. 内存空间有限，有时无法将用户提交的作业全部放入内存中。
3. 高级调度（作业调度）：按一定的原则从外存的作业后备队列中挑选以恶作业调入内存，并创建进程。每个作业只调入一次，调出一次。作业调入时会建立PCB，调出时才撤销PCB。
   PS：简化理解，高级调度就是好几个程序需要启动，到底先启动哪个。
   图示：
   

低级调度（进程调度）

1. 低级调度（进程调度/处理机调度）——按照某种策略从就绪队列中选取一个进程，将处理机分配给它。
2. 进程调度是操作系统中最基本的一种调度，在一般的操作系统中都必须配置进程调度。
   进程调度的频率很高，一般几十毫秒一次。
3. 图示：
   

中级调度（内存调度）

1. 内存不够时，可将某些进程的数据调出外存，等内存空闲或者进程需要运行时再重新调入内存。
   暂时调到外存等待的进程状态为挂起状态，被挂起的进程PCB会被组织成挂起队列。
2. 中级调度（内存调度）——按照某种策略决定将哪个处于挂起状态的进程重新调入内存。
3. 一个进程可能会被多次调出、调入内存，因此中级调度发生的频率要比高级调度更高。
   注意：中级调度因为涉及访问外存，所以时间开销比低级调度大。
4. 图示：
   

补充知识：进程的挂起态和七状态模型

1. 暂时调到外存等待的进程状态为挂起状态（挂起态，suspend）

2. 挂起态又可以进一步细分为就绪挂起、阻塞挂起两种状态

3. 五状态模型->七状态模型
   后者相较于前者，多了“就绪挂起”与“阻塞挂起”两种状态，并且多了如下关系：

   • “就绪态”与“就绪挂起”可以相互转换
     “阻塞态”与“阻塞挂起”可以相互转换
   • “阻塞挂起”可以在事件出现时转换为“就绪挂起”
   • “创建态”可以在内存不足时转换为“就绪挂起”
   • “运行态”可以转换为“就绪挂起”

   如图所示：
   

4. 注意事项：

   • “挂起”和“阻塞”的区别：两种状态都是暂时不能获得CPU的服务，但挂起态是将进程印象调到外存去了，而阻塞态下进程映像还在内存中。
   • 有的操作系统会把就绪挂起、阻塞挂起分为两个挂起队列，甚至会根据阻塞原因不同再把阻塞挂起进程进一步细分为多个队列。

三层调度的联系、对比

1. 如图所示：
   

知识回顾与重要考点

如图所示：

一些可能有争议的点

关于中级调度是否是双向

1. 课件里的表以及最后的总结都明确指出：
   • 中级调度——按照某种规则，从挂起队列中选择合适的进程将其数据调回内存。
   • 但是前面又说：“内存不够时，可将某些进程的数据调出外存，等内存空闲或者进程需要运行时再重新调入内存。”
   • 看上去又暗示有双向，又定义是单向，十分混乱。
   • 个人想法，把它们当成广义和狭义的两种定义，聊的时候说双向，题目聊单向也不算错。
2. deepseek 修改后的表格：

关于高级调度是否涉及调出

1. 课件里说明：
   • 每个作业只调入一次，调出一次。 作业调入时会建立相应的PCB，作业调出时才撤销PCB。
   • 高级调度主要是指调入的问题，因为只有调入的时机需要操作系统来确定，但调出的时机必然是作业运行结束才调出。
   • 调入调出不是针对外存和内存的存储吗？作业运行结束为什么要执行调出？调出到外存有什么意义？
   • 汤小丹版教材定义中，将高级调度定义为“调入”作业，其对立面是作业运行完毕后的“撤销”或“终止”，而非“调出”，所以个人理解，这里的“调出”对应的就是汤小丹版中的删除（撤销进程）操作，理解成和“中级调度”中的“调出”同词不同义吧。