在現(xiàn)代計算機操作系統(tǒng)中，總是會保持多道程序環(huán)境。一個作業(yè)被提交后，通常經(jīng)過作業(yè)調(diào)度和進(jìn)程調(diào)度后，才能獲得處理機。有時為提高內(nèi)存利用率，還會設(shè)置中程調(diào)度。那我們先來了解一下處理機調(diào)度的層次吧。

高級調(diào)度，又稱作業(yè)調(diào)度，它的調(diào)度對象是作業(yè)。主要是根據(jù)某種算法，決定使外存上的哪幾個作業(yè)調(diào)入內(nèi)存，然后創(chuàng)建進(jìn)程、分配資源，等待處理機。高級調(diào)度一般不放入分時系統(tǒng)和實時系統(tǒng)。

低級調(diào)度，又稱進(jìn)程調(diào)度，主要對象是進(jìn)程。根據(jù)某種算法，決定就緒隊列上的哪個進(jìn)程獲得處理機。低級調(diào)度是最基本的一種調(diào)度，批處理系統(tǒng)、實時、分時系統(tǒng)中都必須配置。

中級調(diào)度，又稱內(nèi)存調(diào)度。主要是將暫時不能運行的進(jìn)程調(diào)至外存等待，等他們舉辦運行條件時在決定是否調(diào)入內(nèi)存。這里主要介紹處理機調(diào)度，中級調(diào)度會在后續(xù)介紹存儲器時詳細(xì)講解。

這三種調(diào)度中，進(jìn)程的運行頻率最高，所以低級調(diào)度運行最多、占時最少的。作業(yè)調(diào)度周期最長，基本上好幾分鐘一次。中程調(diào)度介于上述兩者之間。

操作系統(tǒng)的設(shè)計中，是要有明確的目標(biāo)，而它們的目的也不一樣，處理機調(diào)度算法是為了提高資源利用率、保證各進(jìn)程之間的公平性和平衡性，還有必要時的策略強制執(zhí)行。批處理系統(tǒng)追求的是平均最低周轉(zhuǎn)時間、系統(tǒng)吞吐量、處理機利用率高。分時系統(tǒng)的首要目的是響應(yīng)時間快，用戶請求服務(wù)與系統(tǒng)響應(yīng)時間相適應(yīng)。實時系統(tǒng)的目標(biāo)是，保證任務(wù)開始執(zhí)行的最短時間和完成的最遲時間，系統(tǒng)中的進(jìn)程的可預(yù)測性。

接下來就詳細(xì)說明一下作業(yè)調(diào)度和進(jìn)程調(diào)度。

作業(yè)作為一個比程序更大的概念，不僅包含了通常的程序和數(shù)據(jù)，還應(yīng)配有一份作業(yè)說明書。在批處理系統(tǒng)中，作業(yè)是基本單位。而我們?yōu)榱斯芾砗驼{(diào)度作業(yè)，就設(shè)置了一個作業(yè)控制塊，作為作業(yè)在系統(tǒng)中存在的標(biāo)志，保存有系統(tǒng)對作業(yè)進(jìn)行管理和調(diào)度所需的全部信息。

作業(yè)運行也分為三個階段和三種狀態(tài)，通常需要經(jīng)歷收容、運行和完成三個階段，所以也有后備狀態(tài)、運行狀態(tài)、完成狀態(tài)。

作業(yè)調(diào)度的主要工作其實很簡單，判斷并決定從后備隊列中選取多少作業(yè)進(jìn)入內(nèi)存，并根據(jù)系統(tǒng)的多道程序度進(jìn)行抉擇。還需要選擇接納哪些作業(yè)，這取決于所采用的調(diào)度算法，比如常用的短作業(yè)優(yōu)先算法，還有響應(yīng)比高者優(yōu)先算法等，小編會在后續(xù)文章中詳細(xì)介紹。

進(jìn)程調(diào)度，它的主要任務(wù)有三個：保存處理機的現(xiàn)場信息、按某種算法選取進(jìn)程、把處理器分配給進(jìn)程。為了實現(xiàn)進(jìn)程調(diào)度，在進(jìn)程調(diào)度機制中，具備了三個基本部分：排隊器、分配器、上下文切換器。而關(guān)于進(jìn)程調(diào)度的方式，也引入了搶占方式和非搶占方式加強控制。非搶占方式，把處理機分配給進(jìn)程后就只能等待進(jìn)程完成，及其不利于分時方式和實時方式，所以就引入了搶占方式，根據(jù)它的主要原則分為：優(yōu)先權(quán)、短進(jìn)程優(yōu)先和時間片原則。

這些大概就是操作系統(tǒng)調(diào)度的大體框架了，下一篇文章會詳細(xì)介紹調(diào)度算法的內(nèi)容。