《操作系统》课程教学资源（PPT课件）第六章 多处理器系统和处理器管理

第六章多处理器系统和处理器管理 第6章多处理器系统和处理器管理 6,1多处理器系统 6,2对称式多处理器系统 ■63调度的层次和作业调度 ■6.4单处理器系统的处理器调度 ■6.5多处理器系统的处理器管理和调度

第六章 多处理器系统和处理器管理 第6章 多处理器系统和处理器管理 ◼ 6.1 多处理器系统 ◼ 6.2 对称式多处理器系统 ◼ 6.3 调度的层次和作业调度 ◼ 6.4 单处理器系统的处理器调度 ◼ 6.5 多处理器系统的处理器管理和调度

第六章多处理器系统和处理器管理 61多处理器系统 6,1.1多处理器系统的优点 ■6,1,2多处理器系统并行性的提高 6.1.3多处理器的硬件组织(省略) 61.4多处理器系统分类 6.1.5主从式处理器系统

第六章 多处理器系统和处理器管理 6.1 多处理器系统 ◼ 6.1.1 多处理器系统的优点 ◼ 6.1.2 多处理器系统并行性的提高 ◼ 6.1.3 多处理器的硬件组织（省略） ◼ 6.1.4 多处理器系统分类 ◼ 6.1.5 主从式处理器系统

第六章多处理器系统和处理器管理 6.1.1多处理器系统的优点 ■可靠性高 ■高度并行性 ■增强计算能力,而不显著增加费用 ■可以灵活的扩充处理器数目

第六章 多处理器系统和处理器管理 6.1.1 多处理器系统的优点 ◼ 可靠性高 ◼ 高度并行性 ◼ 增强计算能力，而不显著增加费用 ◼ 可以灵活的扩充处理器数目

第六章多处理器系统和处理器管理 6.1.2多处理器系统并行性的提高 人工检泱 由程序员发现程序中的并行性,编写并行程 序 自动检测 ■利用编译程序、操作系统和硬件分析和检测 算法内部的并行性(隐性并行性); 循环分配 树高降低 “不等待”规则

第六章 多处理器系统和处理器管理 6.1.2 多处理器系统并行性的提高 ◼ 人工检测 ◼ 由程序员发现程序中的并行性，编写并行程 序； ◼ 自动检测 ◼ 利用编译程序、操作系统和硬件分析和检测 算法内部的并行性（隐性并行性）； ◼ 循环分配 ◼ 树高降低 ◼ “不等待”规则

第六章多处理器系统和处理器管理 61.4多处理器系统分类 ■从处理器之间的通信方式划分 多处理器系统 共享存储器 分布式存储器 (紧密耦合) 或分布式计算机系统 (松散耦合) 主从式 对称式 多处理器系统多处理器系统

第六章 多处理器系统和处理器管理 6.1.4 多处理器系统分类 ◼ 从处理器之间的通信方式划分 多处理器系统 共享存储器 （紧密耦合） 分布式存储器 或分布式计算机系统 （松散耦合） 主从式 多处理器系统 对称式 多处理器系统

第六章多处理器系统和处理器管理 615主从式处理器系统 也称非对称式处理器系统,指定一个处 理器作为主处理器,其它处理器都是从 处理器 只有主处理器能运行操作系统,从处理 器只能运行用户程序

第六章 多处理器系统和处理器管理 6.1.5 主从式处理器系统 ◼ 也称非对称式处理器系统，指定一个处 理器作为主处理器，其它处理器都是从 处理器。 ◼ 只有主处理器能运行操作系统，从处理 器只能运行用户程序

第六章多处理器系统和处理器管理 615主从式处理器系统 优点 只有一个处理器可以运行操作系统程序,简 化了表格互斥问题 ■操作系统代码不需要是可重入的 缺点 主处理器负载过重 ■可靠性差,完全依赖于主处理器 n从处理器利用率不高

第六章 多处理器系统和处理器管理 6.1.5 主从式处理器系统 ◼ 优点 ◼ 只有一个处理器可以运行操作系统程序，简 化了表格互斥问题 ◼ 操作系统代码不需要是可重入的 ◼ 缺点 ◼ 主处理器负载过重 ◼ 可靠性差，完全依赖于主处理器 ◼ 从处理器利用率不高

第六章多处理器系统和处理器管理 62对称式多处理器系统 (SMP: Symmetric MultiProcessor) 系统中的各个处理器地位平等,没有主 从之分 ■每个处理器都可以运行操作系统和内核程序 处理中断、调度进程 ■每个处理器都同样可以控制I/O设备和系统 中的其他资源 系统中所有处理器共享主存储器

第六章 多处理器系统和处理器管理 6.2 对称式多处理器系统 (SMP:Symmetric MultiProcessor) ◼ 系统中的各个处理器地位平等，没有主 从之分 ◼ 每个处理器都可以运行操作系统和内核程序 处理中断、调度进程 ◼ 每个处理器都同样可以控制I/O设备和系统 中的其他资源 ◼ 系统中所有处理器共享主存储器

第六章多处理器系统和处理器管理 62对称式多处理器系统 ■多处理器操作系统涉及到的主要问题 多个进程或者线程同时并发的执行 ■线程和进程调度问题 同步问题 ■存储管理问题 ■可靠性和容错

第六章 多处理器系统和处理器管理 6.2 对称式多处理器系统 ◼ 多处理器操作系统涉及到的主要问题 ◼ 多个进程或者线程同时并发的执行 ◼ 线程和进程调度问题 ◼ 同步问题 ◼ 存储管理问题 ◼ 可靠性和容错

第六章多处理器系统和处理器管理 63调度的层次和作业调度 ■处理器调度的层次 长期调度:也称作业调度、宏观调度、高级 调度,按照某种原则从磁盘的作业队列和较 互作业中选取作业进入主存; ■中期调度:也称中级调度,决定哪些进程被 允许参与处理器竞争; ■短期调度:也称处理器调度、微观调度、低 级调度,按照某种原则将处理器分配给就绪 进程或线程

第六章 多处理器系统和处理器管理 6.3 调度的层次和作业调度 ◼ 处理器调度的层次 ◼ 长期调度：也称作业调度、宏观调度、高级 调度，按照某种原则从磁盘的作业队列和较 互作业中选取作业进入主存； ◼ 中期调度：也称中级调度，决定哪些进程被 允许参与处理器竞争； ◼ 短期调度：也称处理器调度、微观调度、低 级调度，按照某种原则将处理器分配给就绪 进程或线程