计算机操作系统小论文-Linux进程调度

Linux进程调度

一、概述

自1991年Linux操作系统出现以来，Linux操作系统以令人惊异的速度迅速在服务器和桌面系统中获得了成功。它已经被业界认为是未来最有前途的操作系统之一，并且在嵌入式领域，由于Linux操作系统具有开放源代码、良好的可移植性、丰富的代码资源以及异常的健壮，使得它获得越来越多的关注。[1]本文分析了Linux操作系统中几种常用的调度算法。

二、高级、中级和低级调度

在操作系统中，存在很多种调度，如用户提交作业的调度、运行进程的调度、I/O 请求的调度、存储空间切换的调度等。在不同的操作系统中所采用的调度方式不完全相同，在执行调度时所采用的调度算法也可能不同。因此，可从不同的角度对调度进行分类。常用的一种分类方法是按调度的层次，把调度分为高级调度、中级调度和低级调度。

（1）高级调度

高级调度通常也称作业调度，用于决定把外存上处于后备队列中的哪些作业调入内存，准备执行。系统接纳一个作业后，将它变为一个或者多个进程，为它们分配除了处理机之外的必要的系统资源后，将其排入就绪队列，准备执行。值得注意的是，在批处理系统中，作业进入系统后，是先驻留在外存上的，因此，需要有作业调度，以将它们分批装入内存；在分时系统中，为了能及时响应，用户通过键盘输入的命令或数据等，都是直接送入内存，因而无须配置作业调度；类似地，在实时系统中，通常也不需要作业调度。

（2）中级调度

中级调度大多针对于分时系统，是按一定的算法在内存和外存之间进行进程对换，目的在于缓和内存的紧张。为此，应使那些暂时不具备执行条件的进程不再占用宝贵的内存空间，将它们挂起并调至外存上等待，称此时进程的状态为挂起状态。当这些进程重新又具备执行条件，且内存已空闲时，再由中级调度决定，将外存上哪些已具备执行条件的进程解除挂起后重新调入内存，排在进程就绪队列上，等待进程调度。

由此可见，中级调度实质上是决定允许哪些进程有资格参与竞争处理机资

源。中级调度实施的方法是“挂起”和“解除挂起”进程，将进程的程序和数据在内存与外存间进行对换，以达到短期调整系统负荷的作用。所以中级调度也常称为进程对换。中级调度实际上就是存储器管理中的进程对换功能。

（3）低级调度

低级调度就是指进程调度，它决定就绪队列中的哪个进程可以获得处理机。被低级调度选中的进程将实际获得处理机，并可立即在处理机上执行它的程序。在以进程为单位的操作系统中，进程调度是最基本的调度，在 3 种基本类型的操作系统中，都必须配置低级调度。

三、进程调度的方式

进程调度通常有以下两种方式。

（1）非剥夺方式

非剥夺方式也称非抢占方式。采用这种调度方式时，一旦把处理机分配给某个进程后，便让该进程一直执行，直至该进程完成或发生某事件而被阻塞时，才把处理机分配给其他进程，决不允许其他进程强占已分配出去的处理机。

这种调度方式的优点是实现简单、系统开销小，适用于大多数的批处理系统环境。但它难以满足紧急任务的要求——立即执行，因而可能造成难以预料的后果。显然，在要求比较严格的实时系统中，不宜采用这种调度方式。

（2）剥夺方式

剥夺方式也称抢占方式，其含义是根据某种原则，强行剥夺现行进程正在使用的处理机，并把处理机分配给其他进程。剥夺原则如下所述。

①优先级原则。通常对一些重要和紧急的进程，赋予较高的优先级。优先级高的进程可以剥夺优先级低的进程而执行。

②短进程优先原则。当到达的进程比正在执行的进程明显短时，将剥夺长进程的执行而优先执行短进程。

③时间片原则。每个进程被分配给一个同样的时间片，时间片用完后重新进行处理机调度。

④强制性剥夺。极重要的进程或人工干预，强制引起处理机调度。

四、进程调度算法

在Linux操作系统中，有五种常用的进程调度算法：先来先服务（FCFS）调度算法、短进程优先（SPF）调度算法、高优先级优先（HPF）调度算法、

时间片轮转法（RR）以及多级反馈队列调度算法。

1. 先来先服务（FCFS）调度算法

在进程调度中，采用FCFS调度算法时，进程调度程序从就绪进程队列中，选择一个最先进入队列的进程，把CPU分配给它，让它进入执行状态。该进程一直执行，直到进程完成或因等待某事件发生阻塞时，才放弃CPU。

为了实现FCFS调度算法，系统只要按先进先出（FIFO）规则建立进程就绪队列即可，也就是进程控制块入队时加在队列末尾，调度出队时从队列首开始顺序扫描，将相关的PCB调度移出相应队列。

FCFS调度算法具有一定的公平性，并且实现也比较容易，这是它的优点。但是，它的缺点是实际上不公平，它比较有利于长进程，而不利于短进程。因为对于那些执行时间较短的进程来说，如果它们在某些执行时间很长的进程开始执行之后到达，则短进程将等待很长的时间。

在实际操作系统中，尽管很少单独使用FCFS算法，但FCFS算法可以和其他一些算法配合起来使用。

2. 短进程优先（SPF）调度算法

短进程优先（SPF）调度算法，是指对执行时间短的进程优先调度的算法。SPF是从就绪队列中选出一个估计运行时间最短的进程，将处理机分配给它，使它立即执行并一直执行到完成，或因等待某事件发生而放弃处理机时，再重新调度。

采用SPF算法，平均周转时间比FCFS调度算法有很多改善，这是它的优点。SPF 调度算法的缺点也很多：第一，对长进程非常不利。长进程的周转时间往往比较长，更严重的是存在着不确定的延迟现象。第二，紧迫进程不能及时处理。该算法完全未考虑进程的紧迫程度，调度程序仅按照进程运行时间从短到长按部就班地进行调度，因而不能保证紧迫性的进程得到及时处理。第三，执行时间的估计值不准确。由于进程的长短只是根据用户所估计的执行时间而定，所以有的用户为了先得到调度而有意缩短其进程的估计执行时间，致使该算法不一定能真正做到短进程优先调度。

3. 高优先级优先（HPF）调度算法

考虑到系统中的紧迫进程能得到优先处理，引入了高优先级优先（HPF）调度算法，处理机总是分配给就绪进程队列中优先级最高的进程。为了加速进程调度，进程就绪队列按优先级由高到低排列，调度时，只要把处理机分配给队首进程即可。HPF进程调度可以是剥夺式或非剥夺式的。

在非剥夺方式下，系统一旦把处理机分配给就绪队列中优先级最高的进程后，该进程便一直执行下去，直到被阻塞。

在剥夺方式下，系统同样是把处理机分配给就绪队列中优先级最高的进程，使之运行。一旦出现了另一个优先级更高的就绪进程时，便立即实施剥夺。进程调度程序就停止原最高优先级进程的运行，而将处理机分配给新出现的优先级最高的进程。因此，系统将保证在任何时刻现行进程的优先级不低于任一就绪进程的优先级。显然，剥夺式HPF 算法更严格地反映了优先级的特征，使得高优先级进程能尽快完成其任务，当然也增加了一定的系统开销。

在采用高优先级优先调度算法的系统中，进程的优先级对进程的调度至关重要，因为优先级的高低将直接影响到就绪进程被调度执行的次序。进程的优先级可采用静态优先级和动态优先级两种，优先级可由用户自定或由系统确定。

（1）静态优先级

静态优先级是在创建进程时确定进程的优先级，并且规定优先级在进程的整个生命期中都保持不变。一般地，优先级用某一范围内的一个整数表示，例如，用0～63或0～255 中的某一整数表示。在不同的操作系统中的优先级的用法也有不同，有些系统用“0”表示优先级最高，数值越大，优先级愈低；有些系统则正好相反，优先级的高低正好与整数值的大小相一致，“0”表示优先级最低。一般地，进程的静态优先级可根据进程类型（系统进程或用户进程）、进程功能以及资源需求等来指定。

静态优先级调度算法的优点是简单易行、系统开销小。其缺点是不太灵活，很可能出现低优先级的进程长期得不到调度而等待的情况。因此，静态优先级调度算法仅适用于实时要求不太高的系统。

（2）动态优先级

在创建一个进程时，根据进程的基本特性为其设置一个初始优先级，而后在

进程的运行过程中，随着进程特性和运行环境的变化而动态地改变进程的优先级。例如，使进程的优先级随其等待CPU 的时间的增长而提高，随其占用CPU 时间的增长而降低。这样，即使低优先级进程，也会因其优先级逐渐提高而被调度选中。

显然，动态优先级的采用，使相应的优先级调度算法比较灵活、科学，可防止有些进程一直得不到调度或有些进程长期垄断处理机的情况出现。但是，系统动态地确定进程的优先级需要花费相当多的程序执行时间，因而系统开销较大。

4. 时间片轮转法（RR ）

时间片轮转法（RR ）的基本思路是让每个进程在就绪队列中的等待时间与享受服务的时间成比例。时间片轮转法的基本思想是将CPU 的处理时间分成固定大小的时间片。如果一个进程在被调度选中之后用完了系统规定的时间片，但未完成要求的任务，则它自行释放自己所占有的 CPU ，而排到就绪队列的末尾，等待下一次调度。同时，进程调度程序又去调度当前就绪队列中的第一个进程。RR 的原理如图1所示。

图1 时间片轮转法 在RR 中，事件片长度的选取非常重要。首先，时间片长度的选择会直接影响系统开销和响应事件。如果时间片长度过短，则进程切换次数大大增加，从而加重了系统开销。如果时间片长度过长，比如一个时间片能保证就绪队列中所需执行时间最长的进程能执行完毕，则轮转法变成了先来先服务（FCFS ）调度算法。

一般来说，时间片长度q 的选择是根据系统对响应时间的要求R 和就绪队列中所允许的最大进程数N MAX 确定的。即[3]

q=R/N MAX

5. 多级反馈队列调度算法

前面介绍的几种进程调度算法，都有一定的局限性。在实际系统中，所采用的调度模式往往是这些基本调度算法的结合。图 1 是多级反馈队列调度算法的

完成

示意。多级反馈队列就是综合了FCFS、RR和HPF的一种进程调度算法，其原理如图2，基本思想如下所述。

（1）系统按优先级设置N个就绪进程队列，第一级队列的优先级最高，其余队列的优先级逐个降低，第N级队列的优先级最低。

（2）每个就绪队列对应有一个时间片Si(i=1,2,…,n)，且有S1

（3）除第n个队列按RR法调度外，其余各个队列均按FCFS调度。

（4）当一个新进程被建立后首先进入第一队列末尾，按FCFS原则排队等待调度。当轮到该进程执行时，如能在该时间片S1内完成，便可准备撤离系统；如果它在一个时间片结束时尚未完成，调度程序便将该进程转入第二个队列的末尾，同样地按FCFS原则等待调度执行；如果它在第二个队列中运行一个时间片S2后仍未完成，再将它转入第三个队列末尾，按FCFS原则排队等待调度执行。如此下去，当一个长进程从第一个队列降到第N队列后，在第N队列中便采用RR法调度运行。

（5）由于第一级队列的优先级最高，其余队列的优先级逐个降低，第N级队列的优先级最低，所以仅当第一个队列空闲时，调度程序才调度第二个队列的进程运行；一般仅当1～（i-1）队列均空时，才会调度第i个队列中的进程运行。如果处理机正在为第i队列中的某进程服务时，又有新进程进入优先级较高的队列（第1～（i-1）中任何一个队列），则此时新进程将剥夺正在运行进程的处理机，调度程序把正在运行进程送回第i个队列末尾，重新把处理机分配给优先级较高的队列中的新进程。

多级反馈队列调度算法中，无须事先知道各个进程所需的执行时间，而且可以满足各种类型用户的需要，无论对终端型用户、短批处理用户还是长批处理用户均有利，是目前公认的较好的一种进程调度算法。

图2 多级反馈队列调度算法

参考文献：

[1] 冯宇,左志宏．Linux进程调度算法分析[J]．计算机与现代化,2009,6．

[2] 崔晓斐．嵌入式Linux实时性改进[J] ．黑龙江科技信息,2008,13．

[3] 周明德．UNIX/Linux核心．北京：清华大学出版社，2004．

[4] 李大成．操作系统——Linux篇．北京：人民邮电出版社，2005．

[5] 汤子瀛,哲凤屏,汤小丹. 计算机操作系统. 北京：电子工业出版社,2001

[6] 郁红英,李春强. 计算机操作系统. 北京：清华大学出版社,2008

[7] 陈建辉. Linux操作系统. 北京：机械工业出版社,2002

[8] 孟庆昌. Linux教材. 北京：电子工业出版社,2002

linux系统进程调度

Linux系统进程调度 姓名: 班级: 学号： 摘要 Linux 自出现以来以惊人的速度在服务器和桌面系统中获得了成功。本文介绍了现代操作系统常见进程调度算法以及linux2.6.32中进程调度的策略并根据具体例子对Linux进程调度过程进行了具体分析。 一、最常用的操作系统调度算法有以下几种; 1.先来先服务调度算法 调度程序按照进程在就绪队列中的提交顺序或变为就绪状态的先后进行调度,是一种最普遍和最简单的方法,所需的系统开销最小。该算法对所有的进程一视同仁,不能反映对实时进程或特殊要求的进程的特殊处理,在实际操作系统中,很少单独使用该算法,而是和其它一些算法配合起来使用。 2.高优先权优先调度算法 1 优先权类型。 1)静态优先权，他是在创建进程时确定的，且在进程的整个运行期间保持不变。 2)动态优先权，他是在创建进程时所赋予的优先权，是可以随进程的推进或随其等待时间的增加而改变的，以便获得更好的调度性能。 2优先权调度算法的类型。 1)非抢占式优先权算法。在这种方式下，系统一旦把处理机分配给就绪队列中优先权最高的进程后，该进程便一直执行下去，直至完成；或因发生某事件使该进程放弃处理机时，系统方可再将处理机重新分配给另一优先权最高的进程。 2)抢占式优先权调度算法。这种方式下，系统同样是把处理机分配给优先权最高的进程，使之执行。但在其执行期间，只要又出现了另一个其优先权更高的进程，进程调度程序就立即停止当前进程(原优先权最高的进程)的执行，重新将处理机分配给新到的优先权最高的进程。 3.时间片的轮转调度算法 时间片轮转法一般用于进程调度，每次调度，把CPU分配队首进程，并令其执行一

2011180021-Linux操作系统-课程设计报告-基于Linux的进程调度模拟程序

河南中医学院 《linux操作系统》课程设计报告 题目：基于Linux的进程调度模拟程序 所在院系：信息技术学院 专业年级：2011级计算机科学与技术完成学生：2011180021 郭姗 指导教师：阮晓龙 完成日期：201X 年06 月22 日 目录 1. 课程设计题目概述3 2. 研究内容与目的4 3. 研究方法5 4. 研究报告6 5. 测试报告/实验报告7 6. 课题研究结论8 7. 总结9

1、课程设计题目概述 随着Linux系统的逐渐推广，它被越来越多的计算机用户所了解和应用. Linux是一个多任务的操作系统，也就是说，在同一个时间内，可以有多个进程同时执行。如果读者对计算机硬件体系有一定了解的话，会知道我们大家常用的单CPU计算机实际上在一个时间片断内只能执行一条指令，那么Linux是如何实现多进程同时执行的呢？原来Linux使用了一种称为"进程调度（process scheduling）"的手段，首先，为每个进程指派一定的运行时间，这个时间通常很短，短到以毫秒为单位，然后依照某种规则，从众多进程中挑选一个投入运行，其他的进程暂时等待，当正在运行的那个进程时间耗尽，或执行完毕退出，或因某种原因暂停，Linux就会重新进行调度，挑选下一个进程投入运行。因为每个进程占用的时间片都很短，在我们使用者的角度来看，就好像多个进程同时运行一样了。本文就是对进程调度进行研究、实验的。 本文首先对Linux系统进行了简要的介绍, 然后介绍了进程管理的相关理论知识。其次，又介绍最高优先数优先的调度算法（即把处理机分配给优先数最高的进程）、先来先服务算法的相关知识，并对进程调度进行最高优先数优先的调度算法和先来先服务算法模拟实验，并对比分析两种算法的优缺点，从而加深对进程概念和进程调度过程/算法的理解 设计目的：在多道程序和多任务系统中，系统内同时处于就绪状态的进程可能有若干个。也就是说能运行的进程数大于处理机个数。为了使系统中的进程能有条不紊地工作，必须选用某种调度策略，选择某一进程占用处理机。使得系统中的进程能够有条不紊的运行，同时提高处理机的利用率以及系统的性能。所以设计模拟进程调度算法（最高优先数优先的调度算法、先来先服务算法），以巩固和加深处理进程的概念，并且分析这两种算法的优缺点。关键词：linux 进程调度调度算法

操作系统复习题(2)及答案

一．名词解释 抢占式进程调度进程状态系统调用中断响应线程联想存储器死锁通道地址重定位高速缓存可再入程序 抖动索引文件作业控制块目录项设备驱动程序虚存逻辑空间物理空间 二．填空题 1．现代操作系统的两个最基本的特征是（），（），（）和（） 2．操作系统是计算机系统中的一个（），它管理和控制计算机系统中的（）3．允许多个用户以交互方式使用计算机的操作系统称为（），允许多个用户将多个作业提交给计算机集中处理的操作系统称为（），计算机系统能及时处理过程控制数据并做出响应的操作系统称为（）。 4．用户与操作系统之间的接口主要分为（）和（）两类。 5．进程控制块的初始化工作包括（），（）和（）。 6．在操作系统中引入线程概念的主要目的是（）。 7．程序并发执行与顺序执行时相比产生了一些新特性，分别是：（），（）和（）。 8．进程是一个程序对某个数据集的（）。 9．如果系统有N个进程，则在等待队列中进程的个数最多可为（）个。 10．在操作系统中，不可中断执行的操作称为（）。 11．如果信号量的当前值为-4，则表示（）。 12．在有M个进程的系统中出现死锁时，死锁进程的个数K应该满足的条

件是（）。 13．不让死锁发生的策略可以分为静态和动态的两种，死锁避免属于（）。 14．若使当前运行进程总是优先级最高的，应选择（）进程调度算法。 15．在进程中，访问（）的代码称为临界区。为保证进程（）使用临界区，应在进程的临界区前设置（），在临界区后设置（）。 16．在采用请求分页式存储管理的系统中，地址变换可能会因为（），（），和（） 等原因而产生中断。 17．在可变分区存储管理中，分区的保护通常采用（）和（）两种方式。 18．在分区分配算法中，首次适应算法倾向于优先利用存中（）部分的空闲分区，从而保留了（）部分的大空闲区。 19．不让死锁发生的策略可以分为静态和动态的两种，死锁避免属于（）。 20．若使当前运行进程总是优先级最高的，应选择（）进程调度算法。 21．缓冲区由（）和（）组成？ 22．进行设备分配时所需的数据表格主要由（），（），（）和（）等。 23．设备管理中引入缓冲机制的主要原因由（），（）和（） 24．使用位示图（２０行，３０列）表示空闲盘块状态。当分配一个盘块号为１３２号时，其在位示图中的行，列数为（），（）。当释放一个盘块号为３１８时，其所在位示图中的行，列数位（），（）。（注：行为０－――１９，列为０－――２９，首盘块号为１）。

解读Linux系统中的进程调度

解读Linux系统中的进程调度 解读Linux系统中的进程调度 有人说，进程调度是操作系统中最为重要的一个部分。我觉得这种说法说得太绝对了一点，就像很多人动辄就说"某某函数比某某函数效率高XX倍"一样，脱离了实际环境，这些结论是比较片面的。 而进程调度究竟有多重要呢?首先，我们需要明确一点：进程调度是对TASK_RUNNING状态的进程进行调度(参见《linux进程状态浅析》)。如果进程不可执行(正在睡眠或其他)，那么它跟进程调度没多大关系。 所以，如果你的系统负载非常低，盼星星盼月亮才出现一个可执行状态的进程。那么进程调度也就不会太重要。哪个进程可执行，就让它执行去，没有什么需要多考虑的。 反之，如果系统负载非常高，时时刻刻都有N多个进程处于可执行状态，等待被调度运行。那么进程调度程序为了协调这N个进程的执行，必定得做很多工作。协调得不好，系统的性能就会大打折扣。这个时候，进程调度就是非常重要的。 尽管我们平常接触的很多计算机(如桌面系统、网络服务器、等)负载都比较低，但是linux作为一个通用操作系统，不能假设系统负载低，必须为应付高负载下的进程调度做精心的设计。 当然，这些设计对于低负载(且没有什么实时性要求)的环境，没多大用。极端情况下，如果CPU的负载始终保持0或1(永远都只有一个进程或没有进程需要在CPU上运行)，那么这些设计基本上都是徒劳的。 优先级

现在的操作系统为了协调多个进程的“同时”运行，最基本的手段就是给进程定义优先级。定义了进程的优先级，如果有多个进程 同时处于可执行状态，那么谁优先级高谁就去执行，没有什么好纠 结的了。 那么，进程的优先级该如何确定呢?有两种方式：由用户程序指定、由内核的调度程序动态调整。(下面会说到) linux内核将进程分成两个级别：普通进程和实时进程。实时进 程的优先级都高于普通进程，除此之外，它们的调度策略也有所不同。 实时进程的调度 实时，原本的涵义是“给定的操作一定要在确定的时间内完成”。重点并不在于操作一定要处理得多快，而是时间要可控(在最坏情况 下也不能突破给定的时间)。 这样的“实时”称为“硬实时”，多用于很精密的系统之中(比 如什么火箭、导弹之类的)。一般来说，硬实时的系统是相对比较专 用的。 像linux这样的通用操作系统显然没法满足这样的要求，中断处理、虚拟内存、等机制的存在给处理时间带来了很大的不确定性。 硬件的cache、磁盘寻道、总线争用、也会带来不确定性。 比如考虑“i++;”这么一句C代码。绝大多数情况下，它执行得很快。但是极端情况下还是有这样的可能： 1、i的内存空间未分配，CPU触发缺页异常。而linux在缺页异常的处理代码中试图分配内存时，又可能由于系统内存紧缺而分配 失败，导致进程进入睡眠; 2、代码执行过程中硬件产生中断，linux进入中断处理程序而 搁置当前进程。而中断处理程序的处理过程中又可能发生新的硬件 中断，中断永远嵌套不止……; 等等……

计算机操作系统小论文-Linux进程调度

Linux进程调度 一、概述 自1991年Linux操作系统出现以来，Linux操作系统以令人惊异的速度迅速在服务器和桌面系统中获得了成功。它已经被业界认为是未来最有前途的操作系统之一，并且在嵌入式领域，由于Linux操作系统具有开放源代码、良好的可移植性、丰富的代码资源以及异常的健壮，使得它获得越来越多的关注。[1]本文分析了Linux操作系统中几种常用的调度算法。 二、高级、中级和低级调度 在操作系统中，存在很多种调度，如用户提交作业的调度、运行进程的调度、I/O 请求的调度、存储空间切换的调度等。在不同的操作系统中所采用的调度方式不完全相同，在执行调度时所采用的调度算法也可能不同。因此，可从不同的角度对调度进行分类。常用的一种分类方法是按调度的层次，把调度分为高级调度、中级调度和低级调度。 （1）高级调度 高级调度通常也称作业调度，用于决定把外存上处于后备队列中的哪些作业调入内存，准备执行。系统接纳一个作业后，将它变为一个或者多个进程，为它们分配除了处理机之外的必要的系统资源后，将其排入就绪队列，准备执行。值得注意的是，在批处理系统中，作业进入系统后，是先驻留在外存上的，因此，需要有作业调度，以将它们分批装入内存；在分时系统中，为了能及时响应，用户通过键盘输入的命令或数据等，都是直接送入内存，因而无须配置作业调度；类似地，在实时系统中，通常也不需要作业调度。 （2）中级调度 中级调度大多针对于分时系统，是按一定的算法在内存和外存之间进行进程对换，目的在于缓和内存的紧张。为此，应使那些暂时不具备执行条件的进程不再占用宝贵的内存空间，将它们挂起并调至外存上等待，称此时进程的状态为挂起状态。当这些进程重新又具备执行条件，且内存已空闲时，再由中级调度决定，将外存上哪些已具备执行条件的进程解除挂起后重新调入内存，排在进程就绪队列上，等待进程调度。 由此可见，中级调度实质上是决定允许哪些进程有资格参与竞争处理机资

操作系统课程设计报告进程调度

前言 操作系统（Operating System，简称OS）是管理和控制计算机硬件与软件资源的计算机程序，是直接运行在“裸机”上的最基本的系统软件，任何其他软件都必须在操作系统的支持下才能运行。 操作系统是用户和计算机的接口，同时也是计算机硬件和其他软件的接口。操作系统的功能包括管理计算机系统的硬件、软件及数据资源，控制程序运行，改善人机界面，为其它应用软件提供支持，让计算机系统所有资源最大限度地发挥作用，提供各种形式的用户界面，使用户有一个好的工作环境，为其它软件的开发提供必要的服务和相应的接口等。实际上，用户是不用接触操作系统的，操作系统管理着计算机硬件资源，同时按照应用程序的资源请求，分配资源，如：划分CPU时间，内存空间的开辟，调用打印机等。 操作系统的主要功能是资源管理，程序控制和人机交互等。计算机系统的资源可分为设备资源和信息资源两大类。设备资源指的是组成计算机的硬件设备，如中央处理器，主存储器，磁盘存储器，打印机，磁带存储器，显示器，键盘输入设备和鼠标等。信息资源指的是存放于计算机内的各种数据，如系统软件和应用软件等。 操作系统位于底层硬件与用户之间，是两者沟通的桥梁。用户可以通过操作系统的用户界面，输入命令。操作系统则对命令进行解释，驱动硬件设备，实现用户要求。 本次课程设计我们将对上学期所学的知识进行系统的应用，而达到巩固知识的作用

目录 1问题概述 (2) 2需求分析 (2) 3 概要设计 (2) 3.1主要功能 (2) 3.2 模块功能结构 (3) 3.3 软硬件环境 (3) 3.4数据结构设计 (3) 4 详细设计 (4) 4.1“先来先服务（FCFS）调度算法” (4) 4.2“短进程调度算法（SPF）” (7) 4.3“高响应比优先调度算法” (10) 4.4“优先级调度（非抢占式）算法” (14) 5 系统测试及调试 (16) 5.1测试 (16) 5.2调试过程中遇到的问题 (17) 6 心得体会 (18) 7 参考文献 (19) 8 附录 (20)

操作系统课程设计+linux操作+进程调度

计算机科学系操作系统课程设计任务书 姓名： 学号： 班级： 专业： 指导老师：

一、引言： Linux是一套免费使用和自由传播的类Unix操作系统，它主要用于基于Intel x8 6系列CPU的计算机上。这个系统是由全世界各地的成千上万的程序员设计和实现的。其目的是建立不受任何商品化软件的版权制约的、全世界都能自由使用的Unix兼容产品。 Linux以它的高效性和灵活性著称。它能够在PC计算机上实现全部的Unix特性，具有多任务、多用户的能力。Linux是在GNU公共许可权限下免费获得的，是一个符合POSIX标准的操作系统。Linux操作系统软件包不仅包括完整的Linux操作系统，而且还包括了文本编辑器、高级语言编译器等应用软件。它还包括带有多个窗口管理器的X-Windows图形用户界面，如同我们使用Windows NT一样，允许我们使用窗口、图标和菜单对系统进行操作。 Linux之所以受到广大计算机爱好者的喜爱，主要原因有两个，一是它属于自由软件，用户不用支付任何费用就可以获得它和它的源代码，并且可以根据自己的需要对它进行必要的修改，无偿对它使用，无约束地继续传播。另一个原因是，它具有Unix的全部功能，任何使用Unix操作系统或想要学习Unix操作系统的人都可以从Linux中获益。 二、linux常用基本命令介绍 1.）Linux目录管理有关命令 pwd ---显示当前工作目录的绝对路径 格式: pwd 2. cd ---改变当前工作目录 命令格式：cd [目录名] 3．Ls--- 列出文件目录的信息 命令格式：ls [可选项] [子目录名] [文件名] 4．mkdir --- 建立目录 命令格式：mkdir [可选项] [目录名] 5．rmdir ---删除目录 本命令用于删除指定的一个或多个目录，必须保证要删除的目录中没有任何文件。 命令格式：rmdir [可选项] [目录名] 2.）更改目录或文件访问权限的命令Ls---查看访问权限 格式: ls –l 文件名 2. chmod ---改变文件或目录的访问权限 命令格式：chmod [可选项] [权限] [目录或文件名] 3．chgrp命令----改变文件或目录所属的组。 命令格式：chgrp [选项] group filename 选项：-R：递归式地改变指定目录及其下的所有子目录和文件的属组 4. chown ----更改某个文件或目录的属主和属组 命令格式：chown [选项] 文件或目录的新属主[.文件或目录所在的新组] [文件名|目录] 3.）显示文件内容的命令 1. cat ----显示，新建，连接文件 4.）文件管理命令 2. cp ---功能：文件或目录的拷贝，如同dos的copy 命令格式：cp [选项] 源文件或目录目标文件或目录 3. mv ---功能：为文件或目录改名或将文件由一个目录移入另一个目录中

LINUX进程调度算法的分析

LINUX进程调度算法的分析 何 翔，顾 新 （西安电子科技大学，陕西西安 710071） 摘 要进程调度对一个操作系统来说是至关重要的，它起着非常关键的作用。本文针对Linux操作系统中的普通进程调度算法进行了分析，对以进程为CPU时间分配单位和以用户为CPU时间分配单位的两种算法进行了分析和对比。对它们在不同环境下对进程调度效率和公平性的影响进行了探讨，并总结出它们各自适用的环境。 最后为了进一步提高进程调度的效率和公平性，提出了混合算法的思想。 关键词进程调度；普通进程；动态优先级 中图分类号 TP316 1 前 言 在Linux操作系统中，有两种常用的普通进程 调度算法。它们分别以进程和用户为调度单位来进 行CPU时间的分配。这两种算法分别体现了多进程 环境下系统运行的高效性和多用户环境下的公平 性。但是这两种算法都有各自的适用环境，因此它 们各自都有优缺点。本文从多用户的公平性和多进 程的高效性出发对这两种算法进行了分析和比较， 最后提出了混合算法的思想，使进程调度更加高效 和公平。 2 进程调度 进程调度要满足高效率，公平性，响应时间快，周转时间短和吞吐量大等要求。Linux操作系统的内核根据进程响应时间的情况把进程分为3大类：交互进程；批处理进程；实时进程。内核在此基础上实现了3种不同的调度策略：SCHED_ FIFO(即先进现出策略)；SCHED_RR（即轮转策略）；SCHED_OTHER（适合交互分时的程序）。 进程调度时机，即调度器何时开始启动。可以在以下几个时刻进行进程调度： （1）进程状态转换的时刻； （2）可运行队列中新增加一个进程时； （3）当前进程的时间片用完时； （4）进程从系统返回到用户态时； （5）内核处理完中断后，进程返回到用户态时。 在以上几种情况下进程调度可以解释为在下面几 个状态中进行切换。 进程调度的流程如图1所示。 图1 进程调度的流程图 图1的转换条件如下： （1）调度；（2）时间片用完；（3）跟踪并调度； （4）退出；（5）收到信号并醒来；（6）等待资源 到位再调度；（7）等待资源到位再调度；（8）等待 资源到位；（9）资源到位或收到信号。 3 普通进程调度算法的分析 3.1 按进程调度的算法分析 Schedulue()是按进程调度算法的主要函数， 是系统的核心函数。它的核心代码如下： next=idle_task(this_cpu); 电子科技 2005年第9期（总第192期） 21

操作系统的进程调度 实验报告

《计算机操作系统2》实验报告 实验一题目：操作系统的进程调度 姓名：学号：12125807 实验日期：2014.12 实验要求： 1.设计一个有n个进程工行的进程调度程序。每个进程由一个进程控制块（PCB）表示。 进程控制块通常应包含下述信息：进程名、进程优先数、进程需要运行的时间、占用CPU的时间以及进程的状态等，且可按调度算法的不同而增删。 2.调度程序应包含2～3种不同的调度算法，运行时可任意选一种，以利于各种算法的分 析比较。 3.系统应能显示或打印各进程状态和参数的变化情况，便于观察诸进程的调度过程 实验目的： 1.进程是操作系统最重要的概念之一，进程调度又是操作系统核心的主要内容。本实习要 求学生独立地用高级语言编写和调试一个简单的进程调度程序。调度算法可任意选择或自行设计。例如，简单轮转法和优先数法等。本实习可加深对于进程调度和各种调度算法的理解。 实验内容： 1.编制和调试示例给出的进程调度程序，并使其投入运行。 2.自行设计或改写一个进程调度程序，在相应机器上调试和运行该程序，其功能应该不亚 于示例。 3.直观地评测各种调度算法的性能。 示例： 1．题目 本程序可选用优先数法或简单轮转法对五个进程进行调度。每个进程处于运行R(run)、就绪W(wait)和完成F(finish)三种状态之一，并假设起始状态都是就绪状态W。为了便于处理，程序进程的运行时间以时间片为单位计算。各进程的优先数或轮转时间片数、以及进程需要运行的时间片数，均由伪随机数发生器产生。 进程控制块结构如下：

PCB 进程标识数 链指针 优先数/轮转时间片数 占用CPU时间片数 进程所需时间片数 进程状态 进程控制块链结构如下： 其中：RUN—当前运行进程指针； HEAD—进程就绪链链首指针； TAID—进程就绪链链尾指针。 2．算法与框图 (1) 优先数法。 进程就绪链按优先数大小从高到低排列，链首进程首先投入运行。每过一个时间片，运行进程所需运行的时间片数减1，说明它已运行了一个时间片，优先数也减3，理由是该进程如果在一个时间片中完成不了，优先级应该降低一级。接着比较现行进程和就绪链链首进程的优先数，如果仍是现行进程高或者相同，就让现行进程继续进行，否则，调度就绪链链首进程投入运行。原运行进程再按其优先数大小插入就绪链，且改变它们对应的进程状态，直至所有进程都运行完各自的时间片数。 (2) 简单轮转法。 进程就绪链按各进程进入的先后次序排列，进程每次占用处理机的轮转时间按其重要程度登入进程控制块中的轮转时间片数记录项（相当于优先数法的优先数记录项位置）。每过一个时间片，运行进程占用处理机的时间片数加1，然后比较占用处理机的时间片数是否与该进程的轮转时间片数相等，若相等说明已到达轮转时间，应将现运行进程排到就绪链末尾，调度链首进程占用处理机，且改变它们的进程状态，直至所有进程完成各自的时间片。(3) 程序框图如下图所示。

Linux进程调度器基础讲解

1.1 进程 ?从教科书上，我们都能知道：进程是资源分配的最小单位，而线程是CPU 调度的的最小单位。 ?进程不仅包括可执行程序的代码段，还包括一系列的资源，比如：打开的文件、内存、CPU时间、信号量、多个执行线程流等等。而线程可以共享进程内的资源空间。 ?在Linux内核中，进程和线程都使用struct task_struct结构来进行抽象描述。 ?进程的虚拟地址空间分为用户虚拟地址空间和内核虚拟地址空间，所有进程共享内核虚拟地址空间，没有用户虚拟地址空间的进程称为内核线程。 Linux内核使用task_struct结构来抽象，该结构包含了进程的各类信息及所拥有的资源，比如进程的状态、打开的文件、地址空间信息、信号资源等等。task_struct结构很复杂，下边只针对与调度相关的某些字段进行介绍。 struct task_struct { /* ... */ /* 进程状态*/ volatile long state; /* 调度优先级相关，策略相关*/ int prio; int static_prio; int normal_prio; unsigned int rt_priority; unsigned int policy; /* 调度类，调度实体相关，任务组相关等*/ const struct sched_class *sched_class; struct sched_entity se; struct sched_rt_entity rt; #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED struct task_group *sched_task_group;

操作系统：进程调度实验报告

设计性实验报告 一、实验目的 1.在Linux下用C语言编程模拟优先级进程调度算法和时间片轮转进程调度算法。 2.为了清楚地观察每个进程的调度过程，每次调度程序应将各个进程的情况显示出来。 二、总体设计（设计原理、设计方案及流程等） 1、优先级进程调度算法 采用动态优先级进程调度算法，其基本思想是每次调度总是把处理机分配给优先级最高的进程，同时在运行过程中进程的优先级随着执行或等待的时间而降低或增加。 在该实验中每个进程用一个进程控制块（ PCB）表示。进程控制块包含如下信息：进程号，进程名、优先数、需要运行时间、已用CPU时间、进程状态。进程号，名字，优先数，运行的时间，事先人为地指定。每个进程的状态可以是就绪，执行，阻塞或完成4种状态之一。 就绪进程获得 CPU后都只能运行一个时间片。用已占用CPU时间加1来表示。就绪队列中的进程在等待一个时间片后，优先级增1。如果运行一个时间片后，进程的已占用 CPU时间已达到所需要的运行时间，则撤消该进程，如果运行一个时间片后进程的已占用CPU时间还未达所需要的运行时间，也就是进程还需要继续运行，此时将进程的优先级减1，然后把它插入就绪队列等待CPU。 2、时间片轮转调度算法 采用简单时间片轮转调度算法，其基本思想是：所有就绪进程按 FCFS排成一个队列，总是把处理机分配给队首的进程，各进程占用CPU的时间片相同。如果运行进程用完它的时间片后还未完成，就把它送回到就绪队列的末尾，把处理机重新分配给队首的进程。直至所有的进程运行完毕。 三、实验步骤（包括主要步骤、代码分析等） 1.打开linux虚拟机，用vim编辑器打开代码进行修改和调整。用gcc编译器进行编译编译运行首先运行优先级算法，如图所示：

操作系统课程设计报告进程调度

前言操作系统（OperatingSystem，简称OS）是管理和控制计算机硬件与软件资源的计算机程序，是直接运行在“裸机”上的最基本的系统软件，任何其他软件都必须在操作系统的支持下才能运行。 操作系统是用户和计算机的接口，同时也是计算机硬件和其他软件的接口。操作系统的功能包括管理计算机系统的硬件、软件及数据资源，控制程序运行，改善人机界面，为其它应用软件提供支持，让计算机系统所有资源最大限度地发挥作用，提供各种形式的用户界面，使用户有一个好的工作环境，为其它软件的开发提供必要的服务和相应的接口等。实际上，用户是不用接触操作系统的，操作系统管理着计算机硬件资源，同时按照应用程序的资源请求，分配资源，如：划分CPU时间，内存空间的开辟，调用打印机等。 操作系统的主要功能是资源管理，程序控制和人机交互等。计算机系统的资源可分为设备资源和信息资源两大类。设备资源指的是组成计算机的硬件设备，如中央处理器，主存储器，磁盘存储器，打印机，磁带存储器，显示器，键盘输入设备和鼠标等。信息资源指的是存放于计算机内的各种数据，如系统软件和应用软件等。 操作系统位于底层硬件与用户之间，是两者沟通的桥梁。用户可以通过操作系统的用户界面，输入命令。操作系统则对命令进行解释，驱动硬件设备，实现用户要求。

本次课程设计我们将对上学期所学的知识进行系统的应用，而达到巩固知识的作用

目录 1问题概述.................................................................................................... 2需求分析.................................................................................................... 3概要设计.................................................................................................... 3.1主要功能................................................................................................. 3.2模块功能结构 ........................................................................................ 3.3软硬件环境............................................................................................. 3.4数据结构设计 ........................................................................................ 4详细设计.................................................................................................... 4.1“先来先服务（FCFS）调度算法” ....................................................... 4.2“短进程调度算法（SPF）”.................................................................. 4.3“高响应比优先调度算法”................................................................. 4.4“优先级调度（非抢占式）算法”.......................................................... 5系统测试及调试 ....................................................................................... 5.1测试......................................................................................................... 5.2调试过程中遇到的问题 ........................................................................ 6心得体会.................................................................................................... 7参考文献.................................................................................................... 8附录............................................................................................................

linux和UNIX调度算法比较分析

Linux与UNIX进程调度策略的比较分析 崔洪星 （华中科技大学机械科学与工程学院 M201170270） 摘要：文章先是阐述了进程调度策略的引入、概念、分类和原则，接着就Linux和UNIX不同操作系统的进程策略进行了描述，最后比较得出结论。 1.进程调度概述 当计算机是多道程序设计系统时，通常会有多个进程竞争CPU。当多个处于就绪态而只有一个CPU时，操作系统就必须决定运行哪一个进程。操作系统中做出这种决定的部分称为调度器。它使用的算法称为调度算法。通常进程调度的功能应由以下3部分组成： （1）确定调度时机 （2）执行调度算法（确定调度策略、计算优先级），即选择哪些 进程运行。 （3）完成调度过程的具体操作，主要是原来运行的进程退出CPU,保护退出进程的运行现场，选中进程占用CPU,恢复选中进程的运行现场。 进程调度分为两大类：一类是抢占式（剥夺式），系统中出现优先权高的可运行进程，立即让它执行；另一类是非抢占式（非剥夺式），系统中即使出现优先权高的可运行进程，也要等到调度时机出现时，才让它运行。 非抢占式的进程调度时机分为两种情况:进程自动放弃CPU和进程由核心态转入用户态。 （1）进程自动放弃CPU有以下几种情况: ●进程已完成（虽然时间片未用完）； ●进程等待某事件（如I/0，等待资源，……）； ●时间片用完； ●进程需要与其他进程保持同步； ●……

（2）进程由核心态转入用户态时系统产生一次调度，将最高优先权的就绪进程投入运行。 不同的环境需要不同的调度算法，这是因为不同的应用领域有不同的目标。换句话说，在不同的系统中，调度器的优化目标是不同的。为了设计一个调度算法，应当首先明确一个好的调度算法必须做什么。一些目标是根据环境（批处理、交互式或实时）设定的，而另外一些目标是在各种情况下都使用的。公平在所有的情况下，都是非常重要的，相对于处于同等地位的进程而言，给予一个进程更多的CPU时间是不公平的。当然，不同种类的进程应该得到不同的处理。 下面将对Linux和UNIX进程的调度原理分别进行讨论。 2.Linux 进程调度原理 调度程序运行时，要在所有可运行状态的进程中选择最值得运行的进程投入运行。选择进程的依据是什么呢？在每个进程的task_struct 结构中有以下四项：policy、priority、counter、rt_priority。这四项是选择进程的依据。其中，policy是进程的调度策略，用来区分实时进程和普通进程，实时进程优先于普通进程运行；priority是进程(包括实时和普通)的静态优先级；counter是进程剩余的时间片，它的起始值就是priority的值；由于counter在后面计算一个处于可运行状态的进程值得运行的程度goodness时起重要作用，因此，counter 也可以看作是进程的动态优先级。rt_priority是实时进程特有的，用于实时进程间的选择。 Linux用函数goodness()来衡量一个处于可运行状态的进程值得运行的程度。该函数综合了以上提到的四项，还结合了一些其他的因素，给每个处于可运行状态的进程赋予一个权值(weight)，调度程序以这个权值作为选择进程的唯一依据。关于goodness()的情况在后面将会详细分析。

linux操作系统课程设计—进程调度优先数法与简单轮转法

《操作系统原理》课程设计报告 姓名：吴沛儒 班级：BX0907 学号：9 指导老师：胡静 二〇一一年十二月十二日

目录 一、《操作系统原理》课程设计的目的与要求.......................................... 错误!未定义书签。 1、目的.................................................................................................. 错误!未定义书签。 2、要求.................................................................................................. 错误!未定义书签。 二、简述课程设计内容、主要功能和实现环境 ...................................... 错误!未定义书签。 1.课程设计内容...................................................................................... 错误!未定义书签。 三、任务的分析、设计、实现和讨论...................................................... 错误!未定义书签。 1、任务的分析...................................................................................... 错误!未定义书签。 2、任务的设计与实现.......................................................................... 错误!未定义书签。 五、附录...................................................................................................... 错误!未定义书签。

操作系统进程调度实验报告

实验一进程调度实验 专业：XXXXX 学号：XXXXX 姓名：XXX 实验日期：20XX年XX月XX日

一、实验目的 通过对进程调度算法的模拟加深对进程概念和进程调度算法的理解。 二、实验要求 编写程序实现对5个进程的调度模拟，要求至少采用两种不同的调度算法分别进行模拟调度。 三、实验方法内容 1.算法设计思路 将每个进程抽象成一个控制块PCB，PCB用一个结构体描述。 构建一个进程调度类。将进程调度的各种算法分装在一个类中。类中存在三个容器，一个保存正在或未进入就绪队列的进程，一个保存就绪的进程，另一个保存已完成的进程。还有一个PCB实例。主要保存正在运行的进程。类中其他方法都是围绕这三个容器可以这个运行中的PCB展开。 主要用到的技术是STL中的vector以维护和保存进程容器、就绪容器、完成容器。 当程序启动时，用户可以选择不同的调度算法。然后用户从控制台输入各个进程的信息，这些信息保存到进程容器中。进程信息输入完毕后，就开始了进程调度，每调度一次判断就绪队列是否为空，若为空则系统时间加一个时间片。判断进程容器中是否有新的进程可以加入就绪队列。 2.算法流程图 主程序的框架： 开始 选择调度算法void FCFS();//先来先服务 void SJF();//最短进程优先调度void RR();//简单时间片轮转void PD();//最高优先数优先 输入进程信息 将输入容器中以满足进入条件的进程调入就绪队列 判断就绪容器和输入容器是否为空!processScheduler.m_WaitQueue.empty()|| !processScheduler.m_ProcessQueue.empt() void ProcessQueueProcess(); //查看当前时间下，有无进程加 入。若有则把该进程调入就绪队列 void PCBInput();//输入进程信息 Y 打印各进程信息 进行统计计算周转 时间等 结束void PCBDisplay(); //打印当前状况下。就绪队列、完成队列、运行中的进程信息 void SchedulerStatistics(); //调度统计，计算周转时间等 按照选择的算法开 始选择就绪队列的 进程开始执行 void ProcessSelect(); //若当前就绪队列不为空则根 据选择的调度算法开始调度,否则，系统时间加一个时间片.以等待新的进程到

计算机操作系统进程调度实验报告

计算机操作系统进程调度 实验报告 This manuscript was revised on November 28, 2020

操作系统实验题：设计一若干并发进程的进程调度程序 一、实验目的 无论是批处理系统、分时系统还是实时系统，用户进程数一般都大于处理机数，这将导致用户进程互相争夺处理机。这就要求进程调度程序按一定的策略，动态地把处理及分配给处于就绪队列中的某一进程，以使之执行。进程调度是处理机管理的核心内容。本实验要求采用最高优先数优先的调度算法（即把处理机分配给优先数最高的进程）和先来先服务算法编写和调试一个简单的进程调度程序。通过本实验可以加深理解有关进程控制块、进程队列的概念。并体会了优先数和先来先服务调度算法的具体实施办法。 二、实验要求 用高级语言编写和调试一个进程调度程序，以加深对进程的概念及进程调度算法的理解． 三、实验内容 进程调度算法：采用最高优先数优先的调度算法（即把处理机分配给优先数最高的进程）和先来先服务算法（将用户作业和就绪进程按提交顺序或变为就绪状态的先后排成队列，并按照先来先服务的方式进行调度处理）。 每个进程有一个进程控制块（ PCB）表示。进程控制块可以包含如下信息：进程名、优先数、到达时间、需要运行时间、已用CPU时间、进程状态等等。 进程的优先数及需要的运行时间可以事先人为地指定（也可以由随机数产生）。进程的到达时间为进程输入的时间。 进程的运行时间以时间片为单位进行计算。 每个进程的状态可以是就绪 W（Wait）、运行R（Run）、或完成F（Finish）三种状态之一。 就绪进程获得 CPU后都只能运行一个时间片。用已占用CPU时间加1来表示。 如果运行一个时间片后，进程的已占用 CPU时间已达到所需要的运行时间，则撤消该进程，如果运行一个时间片后进程的已占用CPU时间还未达所需要的运行时间，也就是进程还需要继续运行，此时应将进程的优先数减1（即降低一级），然后把它插入就绪队列等待CPU。

Linux进程状态与调度

Linux进程状态与调度 目录 一．进程的状态 1.schedule_timeout 2.wake_up 3.task_struct current 二．内核与用户空间信号传递fasync 一．进程的状态 1．Schedule_timeout 当我们调用schedule_timeout时，有两种情况能打断该定时器，一种为超时，一种为有信号打断。 在该函数的申明中提到 * %TASK_INTERRUPTIBLE - the routine may return early if a signal is * delivered to the current task. In this case the remaining time * in jiffies will be returned, or 0 if the timer expired in time * * The current task state is guaranteed to be TASK_RUNNING when this * routine returns. 配合schedule_timeout，使用__set_currnet_state.对于支持信号打断的schedule_timeout，调用__set_currnet_state设置task state 为 TASK_INTERRUPIBLE,如下， __set_current_state(TASK_INTERRUPTIBLE); Timeout=schedule_timeout(timeout); __set_current_state(TASK_RUNNING); 调用schedule_timeout如果超时之后会自动设置task_state为 TASK_RUNNING，在调用schedule_timeout之后，进程会进入休眠状态，退出进程调度，只有在有关于此进程的事件到来时会被唤醒（各种信号），重新加入进程调度中。 用过msleep都知道所在的task会sleep 相应ms,而实际上其原理就与schedule_timeout和进程状态有关。 当设置current_state为TASK_UNINTERRUPTIBLE时，只能等待超时，signal 无法打断