在多道程序设计系统中，内存中有多个进程，每个进程要么正在处理器上运行，要么正在等待某些事件的发生，比如I/O完成。处理器调度的目的是：以满足系统目标（如响应时间、吞吐率、处理器效率）的方式，把进程分配到一个或多个处理器上执行。处理器（或处理器组）通过执行某个进程而保持忙状态，而此时其他进程处于堵塞状态。典型的调度有四种：
决定哪个程序可以进入系统中处理，因此它控制了系统的并发度。一旦允许进入，作业或用户程序就成为进程，并添加到供短程调度程序使用的队列中，等待调度。
决定加入部分或全部位于内存中的进程集合。它是交换功能的一部分。典型情况下，换入（swapping-in）决定取决于管理系统并发度的需求。
决定处理器执行哪个可运行进程。
长程调度程序执行的频率相对较低，并且只是大致决定是否接受新进程和接受哪个新进程。要进行交换决定，中程调度程序需要执行的稍频繁一些。短程调度程序，也成为分派程序（dispatcher），执行的最频繁，它精确的决定下次执行哪个进程。导致当前进程堵塞或抢占当前运行进程的事发生时，调用短程调度程序。这类事件包括:
- 时钟中断
- I/O中断
- 操作系统调用
- 信号（如信号量）
决定可用I/O设备处理哪个进程挂起的I/O请求
多处理器系统分为以下几类:
- 松耦合、分布式多处理器、集群：由一系列相对自治的系统组成，每个处理器都有自身的内存和I/O通道。
- 专用处理器：I/O处理器是一个典型的例子。此时，有一个通用的主处理器，专用处理器由主处理器控制，并为主处理器提供服务。
- 紧耦合多处理器：由一些列共享同一个内存并受操作系统完全控制的处理器组成。
多处理器中的调度涉及三个相互关联的问题：
-
把进程分配到处理器
假设多处理器的结构是统一的，即没有哪个处理器在访问内核和I/O设备时具有物理上的特别优势，那么最简单的调度方法是把处理器视为一个资源池，并按照要求把进程分配到相应的处理器。但是这样就牵扯到静态还是动态的问题。如果一个进程从被激活到完成，一直被分配给同一个处理器，那么就需要为每个处理器维护一个专门的短程队列。这种方法的优点是调度的开销较小，因为相对于所有进程，关于处理器的分配只进行一次。静态分配的缺点就是一个处理器可能处于空闲状态，这时其队列为空，而另一个处理器却积压了许多工作。为了防止这种情况，需要使用一个公共队列。所有进程都进入一个全局队列，然后调度到任何一个可用的处理器中。这样，在一个进程的生命周期中，它可以在不同的时间于不同的处理器上执行。另一种分配策略是动态负载平衡，在该策略中，线程能在不同处理器所对应的队列之间转移。Linux采用的就是这种动态分配策略。
-
在单处理器上使用多道程序设计
单处理器能够在许多进程间切换，以达到较高的利用率和更好的性能。
-
一个进程的实际分派
与多处理器调度相关的最后一个设计问题是选择哪个进程运行。在多道程序单处理器上，与简单的先来先服务策略相比，使用优先级或基于使用历史的高级调度算法可以提高性能。考虑多处理器时，这些复杂性可能是不必要的，甚至可能起到相反的效果，而相对比较简单的方法可能会更有效，而且开销比较低。
在多处理器线程调度和处理器分配的各种方案中，有四个比较突出的方法：
- 负载分配：进程不分配到某个特定的处理器。系统维护一个就绪线程的全局队列，每个处理器只要空闲就从队列中选择一个线程。
- 组调度：一组相关的的线程基于一对一的原则，同时调度到一组处理器上运行。
- 专用处理器分配：这种方法与负载分配方法正好相反，它通过把线程指定到处理器来定义隐式的调度。每个程序在其执行过程中，都分配给一组处理器，处理器的数量与程序中线程的数量相等。程序终止时，处理器返回总处理器池，以便分配给另一个程序。
- 动态调度：在执行期间，进程中线程的数据可以改变，允许动态地改变进程中的线程数量，这就使得操作系统可以通过调整负载情况来提高利用率。
- 邮箱 ：charon.chui@gmail.com
- Good Luck!