2.2_2 进程调度的时机、切换与过程、调度方式

（一）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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概念区分：操作系统内核程序临界区 & 临界区

  进程在操作系统内核程序临界区中不能进行调度与切换。 【对】

  进程处于临界区时不能进行处理机调度。 【错】

  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）。

  已知，要想进行进程调度，就需要对就绪队列进行操作（挑选一个进程为它分配处理机）。而对就绪队列的访问，属于操作系统内核程序临界区。

  由于临界资源在一个时间段内只允许一个进程使用、需要互斥访问的特性，所以一个程序使用前会先将该资源上锁、使用完毕才会解锁。

  因此，如果还没退出临界区（还没解锁），就想要进行进程调度，此时就无法顺利进行进程调度。（因为进程调度需要操作就绪队列，而就绪队列还没退出临界区、还没解锁）

  可见，如果内核程序临界区访问的临界资源不尽快释放的话，极有可能影响到操作系统内核的其他管理工作（比如进程切换）。因此在访问内核程序临界区期间不能进行调度与切换。因为我们想要让内核程序临界区的代码尽可能快的执行完成，从而尽可能快的把它上的锁给解除，只有这样，其他的操作系统内核才能有序的进行管理工作。

  打印机也是一种临界资源，需要互斥地访问，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。

  但打印机是一种慢速的I/O设备，此时如果一直不允许进程调度的话，进程就要干等着打印机打印结束，就会导致CPU一直空闲。

  普通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。

（二）进程调度的方式

  进程调度的时机，有：当前运行的进程主动放弃处理机、当前运行的进程被动放弃处理机。

  有的系统中，只允许进程主动放弃处理机；而有的系统中，进程可以主动放弃处理机，但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）。

  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。在运行过程中即使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。

  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。

（三）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。

  因此，在读题的时候，对于“进程调度”，如果出现了两种不同的含义，不要觉得奇怪，自己能够分辨即可。

  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

  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，因此如果过于频繁地进行进程调度、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。

总结