作业调度和进程调度的辨析题_进程调度的功能有哪些

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很多学习完《操作系统原理》这门课程的小伙伴都应该对“FCFS（先到先服务）”、“SJF（短作业优先）”等调度算法原理比较熟悉。但是在实际做题的时候，往往一不小心就把概念搞错，不容易区分“作业调度”和“进程调度”的区别。下面我主要针对这两个概念进行解析并给出经典习题解答。
PS：本博客并不详解每种调度算法的原理，因此有这方面需求的小伙伴可以直接pass了。

1、作业调度

作业调度又称为高级调度，频度较低。其主要工作是将位于外存后备队列中的某个（或某几个）作业调入内存，排在就绪队列上。注意了，这个时候仅仅是将作业调入内存，并为作业创建进程、分配资源，此时进程处于就绪态，并没有执行。

2、进程调度

进程调度又称为低级调度，是最基本的、频度最高的调度方式。其主要任务是从就绪队列中选取一个（或几个）进程，并分配处理机的过程，这时候才可以理解为“执行”。

3、区别

作业调度和进程调度最主要的区别在于，前者是为作业建立进程的过程，是将作业由外存调入内存的过程；而后者整个过程并没有跑出内存的范围，是将就绪态的进程变为运行态的过程。

下面，我们就某个实例题目，给大家做进一步的辨析。
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题目：
有一个两道批处理系统，它只有一个CPU（一次只能处理一个进程），在作业调度算法采用短作业优先调度、进程调度算法采用抢占式优先级调度。假设有四个作业J1、J2、J3、J4，其运行情况如下表所示，采用“优先数越小、优先级越高”的原则，计算平均周转时间。

解析：
在做这种题的时候最好画一个就绪队列，或者脑海中想象一个就绪队列，以免思维混乱，初始情况下就绪队列为空：

还要注意一点的是，“单CPU两道批处理系统”的意思是，一次最多允许两道作业存在，并且一次只能处理一道作业。

① 首先8:00的时候作业J1到达（注意这里的“到达”不是指到达就绪队列，而是表明“J1这个任务来了，我们即将处理它”，很浅层的意思，不要多想），这个时候只有J1，那么毫无疑问直接调入内存，由于是两道批处理，我们假设这里的内存叫内存1，进入就绪队列，然后开始执行，也就是分配CPU；
此时的就绪队列如下（空），因为J1刚进入就绪队列就被分配了CPU，转为运行态：

② 8:20的时候，J2到达，此时内存还有个位置空闲，显然将J2调入内存，我们叫内存2，进入就绪队列，那调入内存后要不要分配CPU呢？这就得看我们的进程调度算法了，使用抢占式优先级调度，J2的优先数要小于J1，因此优先级大，此时J1被迫暂停执行，重新回归就绪队列，而J2从就绪队列出去，分配CPU，进入运行态，而此时J1还剩下20min时间；
此时的就绪队列如下：

③ 8:30的时候，J3到达，但是内存此时已经没有位置了，即一道给了J1，另一道给了J2，因此J3只能在外存的后备队列里等着，进不了就绪队列；
此时的就绪队列没变：

④ 8:50，J2执行完毕，这样“内存2”就空出来了，此时J4正好也到达了，那到底是将J3还是J4调入内存就绪队列中呢？看我们的作业调度算法，短作业优先，J4需要的的时间要比J3短，因此J4先调入内存2；
此时的就绪队列如下：

⑤ 现在就绪队列里有J1、J4，谁先执行呢？比较优先级的大小！J1的优先级大，因此J1先执行。注意：此时两道内存仍然还有作业，因此J3还是要在外存中等着；
此时的就绪队列如下：

⑥ 9:10的时候，J1执行完毕了，内存1就空出来了，这个时候J3就可以调入内存1了，即进入就绪队列；
此时的就绪队列如下：

⑦ 同理，J3优先级高，先占用CPU开始执行，到10:00执行完毕，此时J4分配CPU开始执行20min，到10:20执行完毕。至此，全部作业都完成了。
此时的就绪队列自然也清空了：

好了，以上就是整个过程的全部详解，只看文字略显枯燥，我们附上整个过程的Gantt图：

答案：
J1的周转时间 = J1的等待时间 + J1的运行时间 = 30 + 40 = 70min；
J2的周转时间 = 0 + 30 = 30min；
J3的周转时间 = 40 + 50 = 90min；
J4的周转时间 = 70 + 20 = 90min.

最终的平均周转时间 = (70 + 30 + 90 + 90) / 4 = 70min.