一、目的和要求
进程调度是处理机管理的核心内容。本实验要求用高级语言编写模拟进程调度程序,以便加深理解有关进程控制快、进程队列等概念，并体会和了解优先数算法和时间片轮转算法的具体实施办法。?二、实验内容?1．设计进程控制块PCB的结构,通常应包括如下信息:
进程名、进程优先数(或轮转时间片数)、进程已占用的CPU时间、进程到完成还需要的时间、进程的状态、当前队列指针等。?２.编写两种调度算法程序：
优先数调度算法程序?循环轮转调度算法程序?3.按要求输出结果。
三、提示和说明
分别用两种调度算法对伍个进程进行调度。每个进程可有三种状态;执行状态(R UN）、就绪状态（ＲＥADY,包括等待状态)和完成状态（ＦIＮISH)，并假定初始状态为就绪状态。
(一）进程控制块结构如下:?ＮAME——进程标示符
PRIO/RＯUND——进程优先数／进程每次轮转的时间片数（设为常数2）?ＣPUＴIＭＥ——进程累计占用ＣPU的时间片数
ＮEＥDＴIMＥ——进程到完成还需要的时间片数
ＳTＡＴＥ——进程状态? NEXＴ——链指针
1.为了便于处理,程序中进程的的运行时间以时间片为单位进行计算;注：?
? 2.各进程的优先数或轮转时间片数,以及进程运行时间片数的初值,均由用户在程序运行时给定。?（二）进程的就绪态和等待态均为链表结构,共有四个指针如下: RUＮ——当前运行进程指针?ＲEADY——就需队列头指针? TAIL ——就需队列尾指针
FINＩSＨ——完成队列头指针
1. 在优先数算法中，进程优先数的初值设为:?
50-NEE （三）程序说明?
ＤTＩME?每执行一次,优先数减１,CPＵ时间片数加1,进程还需要的时间片数减1。?在轮转法中,采用固定时间片单位（两个时间片为一个单位),进程每轮转一次，CPU时间片数加2，进程还需要的时间片数减2,并退出CPU,排到就绪队列尾,等待下一次调度。?２．程序的模块结构提示如下：
整个程序可由主程序和如下７个过程组成:
（１）INSEＲT1——在优先数算法中,将尚未完成的PCB按优先数顺序插入到就绪队列中；?（2)INSERT２——在轮转法中，将执行了一个时间片单位(为2）,但尚未完成的进程的PCB，插到就绪队列的队尾；
(３）FIRSTIN——调度就绪队列的第一个进程投入运行;
（４)PＲINT——显示每执行一次后所有进程的状态及有关信息。?(5)CREAT Ｅ——创建新进程，并将它的PＣＢ插入就绪队列;?（6)PRＩSCH——按优先数算法调度进程;?（7)ROUNDSCＨ——按时间片轮转法调度进程。
主程序定义PCB结构和其他有关变量。?(四）运行和显示
程序开始运行后，首先提示：请用户选择算法,输入进程名和相应的ＮEＥDTＩＭE值。
每次显示结果均为如下5个字段:?ｎame cputime ｎeｅdtｉmｅpｒi ｏrity state?注：?
1．在sｔate字段中，"Ｒ"代表执行态,"W＂代表就绪(等待)态,"F"代表完成态。
3.在＂Ｗ"态中，２．应先显示"R＂态的,再显示＂Ｗ"态的，再显示"F"态的。?
以优先数高低或轮转顺序排队;在"F"态中,以完成先后顺序排队。
ｖieｗplaincopy ｔo clipboardprint?
1.／*
2.操作系统实验之时间片轮转算法和优先级调度算法
3.By Visual C＋+ ６．0
4.*/
#ｉnｃlude <ｓｔｄiｏ.ｈ＞
＃include <ｓtｄlib.h>
#inclｕｄｅ＜string.ｈ>
ｔypedeｆ struｃt noｄe
{
ｃhａrｎaｍe［２０]; /＊进程的名字*/
ｉnｔｐriｏ; /*进程的优先级*/
iｎｔ roｕｎｄ； /*分配ＣＰU的时间片＊／
处理器调度 选择题 当CPU执行操作系统代码时，则处理机处于( )。 A．执行态 B．目态 C．管态 D．就绪态 ( )是机器指令的扩充，是硬件的首次延伸，是加在硬件上的第一层软件。 A．系统调用 B．操作系统 C．内核 D．特权指令 操作系统提供给程序员的接口是( )。 A．进程 B．系统调用 C．库函数 D．B和C 用户程序向系统提出使用外设的请求方式是( )。 A．作业申请 B．原语 C．系统调用 D．I／O指令 当作业正常完成进入完成状态时，操作系统( )。 A．将输出该作业的结果并删除内存中的作业 B．将收回该作业的所占资源并输出结果 C．将收回该作业的所占资源及输出结果，并删除该作业 D．将收回该作业的所占资源及输出结果，并将它的控制块从当前的队列中删除 下列选项是关于作业和进程关系的描述，其中哪一个是不正确的( )。 A．作业的概念主要用在批处理系统中，而进程的概念则用在几乎所有的OS中。 B．作业是比进程低一级的概念。 C．一个作业至少由一个进程组成。 D．作业是用户向计算机提交任务的实体，而进程是完成用户任务的执行实体以及向系统申请分配资源的基本单位。 作业从后备作业到被调度程序选中的时间称为( )。 周转时间B．响应时间C．等待调度时间D．运行时间 设有三个作业J1，J2，J3，它们同时到达，运行时间分别为T1，T2，T3，且T1≤T2≤T3，若它们在一台处理机上按单道运行，采用短作业优先算法，则平均周转时间为( )。 A．T1+T2+T3 B．1／3(T1+T2+T3) C．T1+2／3T2+1／3T3 D．T1+1／3T2+2／3T3 从作业提交给系统到作业完成的时间间隔称为作业的( )。 A．中断时间 B．等待时间 C．周转时间 D．响应时间 设有四个作业同时到达，每个作业执行时间均为2 h，它们在一台处理机上按单道方式运行，则平均周转时间为( )。 A．1 h B．5 h C．2．5 h D．8 h FCFS调度算法有利于( )。 A．长作业和CPU繁忙型作业 B．长作业和I／O繁忙型作业 C．短作业和CPU繁忙型作业 D．短作业和I／O繁忙型作业 下列哪种说法不是SJ(P)F调度算法的缺点( )。 A．对于长作业(进程)不利 B．未考虑作业(进程)的紧迫程度 C．不能有效降低作业(进程)的平均等待时间 D．由于根据的是用户提供的估计执行时间，因此不一定真正做到短而优先。 选择排队进程中等待时间最长的进程被优先调度，该调度算法是( )。 A．先来先服务调度算法B．短进程优先调度算法 C．优先权调度算法D．高响应比优先调度算法 在采用动态优先权的优先权调度算法中，如果所有进程都具有相同优先权初值，则此时的优先权调度算法实际上和( )相同。
第3章处理器调度 一、填空 1．一个操作系统的可扩展性，是指该系统能够跟上先进计算机技术发展的能力。 2．在引入线程的操作系统中，线程是进程的一个实体，是进程中实施调度和处理机分派的基本单位。 3．一个线程除了有所属进程的基本优先级外，还有运行时的动态优先级。 4．进程调度程序具体负责处理器的分配。 5．为了使系统的各种资源得到均衡使用，进行作业调度时，应该注意cpu繁忙型作业和输入/输出繁忙型作业的搭配。 6．总的来说，进程调度有两种方式，即剥夺方式和不剥夺方式。 7．作业被系统接纳后到运行完毕，一般还需要经历后备、运行和完成三个阶段。 8．假定一个系统中的所有作业同时到达，那么使作业平均周转时间为最小的作业调度算法是短作业优先调度算法。 二、选择 1．计算机系统在执行时，会自动从目态变换到管态。 A．P操作B．V操作C．系统调用D．I/O指令2．在Windows 2000/XP中，只有状态的线程才能成为被切换成运行状态，占用处理器执行。 A．备用B．就绪C．等待D．转换 3．Windows 2000/XP是采用来实现对线程的调度管理的。 A．线程调度器就绪队列表 B．线程调度器就绪队列表、就绪位图 C．线程调度器就绪队列表、就绪位图、空闲位图 D．线程调度器就绪队列表、空闲位图 4．在Windows 2000/XP里，一个线程的优先级，会在时被系统降低。 A．时间配额用完B．请求I/O C．等待消息D．线程切换6．由各作业JCB形成的队列称为。 A．就绪作业队列B．阻塞作业队列 C．后备作业队列D．运行作业队列 7．既考虑作业等待时间，又考虑作业执行时间的作业调度算法是。 A．响应比高者优先B．短作业优先 C．优先级调度D．先来先服务 8．作业调度程序从处于状态的队列中选取适当的作业投入运行。 A．就绪B．提交C．等待D．后备9．是指从作业提交到作业完成的时间间隔。
一、先来先服务算法 1．程序简介 先来先服务算法按照作业进入系统后备作业队列的先后次序挑选作业,先进入系统的作业将优先被挑选进入主存,创建用户进程,分配所需资源,然后,移入就绪队列.这是一种非剥夺式调度算法,易于实现,但效率不高.只顾及作业的等候时间,未考虑作业要求服务时间的长短,不利于短作业而优待长作业,不利于I/O繁忙型作业而有利于CPU繁忙型作业.有时为了等待场作业执行结束,短作业的周转时间和带全周转时间将变得很大,从而若干作业的平均周转时间和平均带权周转时间也变得很大。 2．分析 1．先定义一个数组代表各作业运行的时间，再定义一个数组代表各作业到达系统的时间，注意到达系统的时间以第一个作业为0基础（注意：若各程序都同时到达系统，则到达系统时间都为0）。 2．输入作业数。 3．然后运用循环结构累积作业周转时间和带权周转时间。 4．最后，作业周转时间和带权周转时间分别除以作业数即可得到平均作业周转时间和平均带权周转时间。 3．详细设计 源程序如下： #include
实验一处理器调度 一、实验容 选择一个调度算法，实现处理器调度。 二、实验目的 在采用多道程序设计的系统中，往往有若干个进程同时处于就绪状态。当就绪进程个数大于处理器数时，就必须依照某种策略来决定哪些进程优先占用处理器。本实习模拟在单处理器情况下的处理器调度，帮助学生加深了解处理器调度的工作。 三、实验题目 设计一个按时间片轮转法实现处理器调度的程序。 [提示]： (1)假定系统有五个进程，每一个进程用一个进程控制块PCB来代表。进程控制块的 格式为： 其中，Q1，Q2，Q3，Q4，Q5。 指针——进程按顺序排成循环队列，用指针指出下一个进程的进程控制块的首地址最后一个进程的指针指出第一个进程的进程控制块首地址。 要求运行时间——假设进程需要运行的单位时间数。 已运行时间——假设进程已经运行的单位时间数，初始值为“0”。 状态——有两种状态，“就绪”和“结束”，初始状态都为“就绪”，用“R”表示。 当一个进程运行结束后，它的状态为“结束”，用“E”表示。 (2) 每次运行所设计的处理器调度程序前，为每个进程任意确定它的“要求运行时间”。 (3) 把五个进程按顺序排成循环队列，用指针指出队列连接情况。另用一标志单元记录轮到运行的进程。例如，当前轮到P2执行，则有： 标志单元 K1 K2 K 3 K4 K5
(4)处理器调度总是选择标志单元指示的进程运行。由于本实习是模拟处理器调度的 功能，所以，对被选中的进程并不实际的启动运行，而是执行： 已运行时间+1 来模拟进程的一次运行，表示进程已经运行过一个单位的时间。 请同学注意：在实际的系统中，当一个进程被选中运行时，必须置上该进程可以运行的时间片值，以及恢复进程的现场，让它占有处理器运行，直到出现等待事件或运行满一个时间片。在这时省去了这些工作，仅用“已运行时间+1”来表示进程已 经运行满一个时间片。 (5)进程运行一次后，应把该进程的进程控制块中的指针值送到标志单元，以指示下一 个轮到运行的进程。同时，应判断该进程的要求运行时间与已运行时间，若该进程的要求运行时间 已运行时间，则表示它尚未执行结束，应待到下一轮时再运行。若该进程的要求运行时间=已运行时间，则表示它已经执行结束，应指导它的状态修改成“结束”（E）且退出队列。此时，应把该进程的进程控制块中的指针值送到前 面一个进程的指针位置。 (6)若“就绪”状态的进程队列不为空，则重复上面的（4）和（5）的步骤，直到所有 的进程都成为“结束”状态。 (7)在所设计的程序中应有显示或打印语句，能显示或打印每次选中进程的进程名以及 运行一次后进程队列的变化。 (8)为五个进程任意确定一组“要求运行时间”，启动所设计的处理器调度程序，显示 或打印逐次被选中的进程名以及进程控制块的动态变化过程。 四. 所用数据结构及符号说明 typedef struct PNode//PCB { struct PNode *next; //定义指向下一个节点的指针 char name[10]; //定义进程名，并分配空间 int All_time; //定义总运行时间 int Runed_Time; //定义已运行时间 char state; //定义进程状态Ready/End } *Proc; //指向该PCB的指针 int ProcNum; //总进程数
保证调度算法 基本思想:向用户做出明确的性能保证,然后去实现它.如你工作时有n个用户的登录,则你将获得cpu处理能力的1/n 算法实现:跟踪计算各个进程已经使用的cpu时间和应该获得的cpu时间,调度将转向两者之比最低的进程 五,保证调度算法 思想:向用户做出明确的性能保证,然后去实现它. 算法:容易实现的一种保证是:当工作时己有n个用户登录在系统,则将获得CPU处理能力的1/n.类似的,如果在一个有n个进程运行的用户系统中,每个进程将获得CPU处理能力的1/n. 实现方法:OS应记录及计算,各个进程在一定时间段内,已经使用的CPU时间和应该得到的CPU时间,二者之比小者优先级高. 5. 保证调度 一种完全不同的调度算法是向用户作出明确的性能保证，然后去实现它。一种很实际并很容易实现的保证是：若用户工作时有n个用户登录，则用户将获得CPU处理能力的1/n。类似地，在一个有n个进程运行的单用户系统中，若所有的进程都等价，则每个进程将获得1/n的CPU时间。看上去足够公平了。 为了实现所做的保证，系统必须跟踪各个进程自创建以来已使用了多少CPU时间。然后它计算各个进程应获得的CPU时间，即自创建以来的时间除以n。由于各个进程实际获得的CPU时间是已知的，所以很容易计算出真正获得的CPU时间和应获得的CPU时间之比。比率为0.5说明一个进程只获得了应得时间的一半，而比率为2.0则说明它获得了应得时间的2倍。于是该算法随后转向比率最低的进程，直到该进程的比率超过它的最接近竞争者为止。 彩票调度算法 基本思想:为进程发放针对系统各种资源(如cpu时间)的彩票;当调度程序需要做出决策时,随机选择一张彩票,持有该彩票的进程将获得系统资源 合作进程之间的彩票交换 六,彩票调度算法 彩票调度算法: 为进程发放针对各种资源(如CPU时间)的彩票.调度程序随机选择一张彩票,持有该彩票的进程获得系统资源. 彩票调度算法的特点: 平等且体现优先级:进程都是平等的,有相同的运行机会.如果某些进程需要更多的机会,可被给予更多彩票,增加其中奖机会. 易计算CPU的占有几率:某进程占用CPU的几率,与所持有的彩票数成正比例.该算法可实现各进程占用CPU的几率. 响应迅速 各个进程可以合作,相互交换彩票. 容易实现按比例分配如图象传输率,10帧/s,15帧/s,25帧/s
优先级调度算法 1、调度算法 考虑到紧迫型作业进入系统后能得到优先处理，引入了高优先级优先调度算法。 优先级调度的含义： （1）当该算法用于作业调度时，系统从后背作业队列中选择若干个优先级最高的，且系统能满足资源要求的作业装入内存运行；（2）当该算法用于进程调度时，将把处理机分配给就绪进行队列中优先级最高的进程。 2、调度算法的两种方式 非抢占式优先级算法：在这种调度方式下，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，该进程就能一直执行下去，直至完成；或因等待某事件的发生使该进程不得不放弃处理机时，系统才能将处理机分配给另一个优先级高的就绪队列。 抢占式优先级调度算法：在这种调度方式下，进程调度程序把处理机分配给当时优先级最高的就绪进程，使之执行。一旦出现了另一个优先级更高的就绪进程时，进程调度程序就停止正在执行的进程，将处理机分配给新出现的优先级最高的就绪进程。常用于实时要求比较严格的实时系统中，以及对实时性能要求高的分时系统。 3、优先级的类型 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。
静态优先级调度算法 含义：静态优先级是在创建进程时确定进程的优先级，并且规定它在进程的整个运行期间保持不变。 确定优先级的依据： 1）进程的类型。 2）进程对资源的需求。 3）根据用户的要求。 优点：简单易行；系统开销小。 缺点：不太灵活，很可能出现低优先级的作业，长期得不到调度而等待的情况；静态优先级法仅适合于实时要求不太高的系统。 动态优先级调度算法 含义：动态优先级是创建进程时赋予该进程一个初始优先级，然后其优先级随着进程的执行情况的变化而改变，以便获得更好的调度性能。 优点：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，也可防止有些进程长期垄断处理机。 缺点：需要花费相当多的执行程序时间，因而花费的系统开销比较大。 4、实时调度算法 由于在任何一个实时系统中毒存在着若干个实时进程或任务，用来反应或控制相应的外部事件，并往往具有某种程度的紧迫性，所以对实时系统中的调度算法提出了某些特殊要求。 对实时系统的要求
关于处理机调度算法 《操作系统》教材中，介绍了常用的作业调度算法和进程调度算法。其中先来先服务法（FCFS）和优先级法对作业调度和进程调度都适用，时间片轮转法（RR）适用于进程调度。此外，还介绍了其他调度算法，如短作业优先法、最短剩余时间优先法、多级队列法和多级反馈队列法，这4个算法不是课程的重点内容，不作为考核要求。 需要指出的是：（1）在作业调度和进程调度中同时出现的算法，如FCFS、优先级法，其使用原理是基本相同的；（2）作业调度算法和进程调度算法应严格与存储管理中的“请求淘汰换页算法”相区别，注意不要混淆。 下面，结合具体的例题，详解调度算法： 1. 先来先服务法（FCFS） 算法描述：每次调度时，从后备作业队列或就绪队列中选择一个最先进入该队列的作业或进程。 【例1】下表给出作业l，2，3的到达时间和运行时间。采用先来先服务调度算法，试问作业调度的次序和平均周转时间各为多少？（时间单位：小时，以十进制进行计算。） 分析解题关键是要根据系统采用的调度算法，弄清系统中各道作业随时间的推进情况。我们可以用一个作业执行时间图来形象地表示作业的执行情况，帮助我们理解此题。 先来先服务调度算法是按照作业到达的先后次序挑选作业，先进入的作业优先被挑选。即按照“排队买票”的办法，依次选择作业。其作业执行时间图如下： 或者简化为下图： 作业1 作业2 作业3 | | | | 时间 0 8 12 13 由于作业1，2，3是依次到来的，所以刚开始时系统中只有作业1，于是作业1被选中。在8.0时刻，作业1运行完成，这时作业2和作业3已经到达，都在系统中等待调度，按照先来先服务法的规定，每次调度最先进入就绪队列中的作业，由于作业2比作业3先到达，于是作业2被优先选中运行。待作业2运行完毕，最后运行作业3。因此，作业调度的次序
优 先 级 调 度 算 法 实 验 报 告 院系:****************学院班级:*********** 姓名:*** 学号:************
一、实验题目：优先级调度算法 二、实验目的 进程调度是处理机管理的核心内容。本实验要求用高级语言编写模拟进程调度程序，以便加深理解有关进程控制快、进程队列等概念，并体会和了解优先级算法的具体实施办法。 三、实验内容 1.设计进程控制块PCB的结构，通常应包括如下信息： 进程名、进程优先数（或轮转时间片数）、进程已占用的CPU时间、进程到完成还需要的时间、进程的状态、当前队列指针等。 2.编写优先级调度算法程序 3.按要求输出结果。 四、实验要求 每个进程可有三种状态；执行状态（RUN）、就绪状态（READY,包括等待状态）和完成状态（FINISH），并假定初始状态为就绪状态。（一）进程控制块结构如下： NAME——进程标示符 PRIO/ROUND——进程优先数 NEEDTIME——进程到完成还需要的时间片数 STATE——进程状态 NEXT——链指针 注： 1.为了便于处理，程序中进程的的运行时间以时间片为单位进行
计算； 2.各进程的优先数或，以及进程运行时间片数的初值，均由用户在程序运行时给定。 （二）进程的就绪态和等待态均为链表结构，共有四个指针如下：RUN——当前运行进程指针 READY——就需队列头指针 TAIL——就需队列尾指针 FINISH——完成队列头指针 五、实验结果：
六、实验总结： 首先这次实验的难度不小，它必须在熟悉掌握数据结构的链表和队列的前提下才能完成，这次实验中用了三个队列，就绪队列，执行队列和完成队列，就绪队列中的优先级数是有序插入的，当进行进程调度的时候，需要先把就绪队列的队首节点（优先级数最大的节点）移入执行队列中，当执行进程结束后，判断该进程是否已经完成，如果已经完成则移入完成队列，如果没有完成，重新有序插入就绪队列中，这就是这次实验算法的思想。 附录（算法代码）：
处理器调度 选择题 ?当CPU执行操作系统代码时，则处理机处于( )。 ?A．执行态B．目态C．管态D．就绪态 ?( )是机器指令的扩充，是硬件的首次延伸，是加在硬件上的第一层软件。 ?A．系统调用B．操作系统C．内核D．特权指令 ?操作系统提供给程序员的接口是( )。 ?A．进程B．系统调用C．库函数D．B和C ?用户程序向系统提出使用外设的请求方式是( )。 ?A．作业申请B．原语C．系统调用D．I／O指令 ?当作业正常完成进入完成状态时，操作系统( )。 ?A．将输出该作业的结果并删除内存中的作业 ?B．将收回该作业的所占资源并输出结果 ?C．将收回该作业的所占资源及输出结果，并删除该作业 ?D．将收回该作业的所占资源及输出结果，并将它的控制块从当前的队列中删除 ?下列选项是关于作业和进程关系的描述，其中哪一个是不正确的( )。 ?A．作业的概念主要用在批处理系统中，而进程的概念则用在几乎所有的OS中。 ?B．作业是比进程低一级的概念。 ?C．一个作业至少由一个进程组成。 ?D．作业是用户向计算机提交任务的实体，而进程是完成用户任务的执行实体以及向系统申请分配资源的基本单位。 ?作业从后备作业到被调度程序选中的时间称为( )。 ?周转时间B．响应时间C．等待调度时间D．运行时间 ?设有三个作业J1，J2，J3，它们同时到达，运行时间分别为T1，T2，T3，且T1≤T2≤T3，若它们在一台处理机上按单道运行，采用短作业优先算法，则平均周转时间为( )。 ?A．T1+T2+T3 B．1／3(T1+T2+T3) ?C．T1+2／3T2+1／3T3 D．T1+1／3T2+2／3T3 ?从作业提交给系统到作业完成的时间间隔称为作业的( )。 ?A．中断时间B．等待时间C．周转时间D．响应时间 ?设有四个作业同时到达，每个作业执行时间均为2 h，它们在一台处理机上按单道方式运行，则平均周转时间为( )。 ?A．1 h B．5 h C．2．5 h D．8 h ?FCFS调度算法有利于( )。 ?A．长作业和CPU繁忙型作业B．长作业和I／O繁忙型作业 ?C．短作业和CPU繁忙型作业D．短作业和I／O繁忙型作业 ?下列哪种说法不是SJ(P)F调度算法的缺点( )。 ?A．对于长作业(进程)不利 ?B．未考虑作业(进程)的紧迫程度 ?C．不能有效降低作业(进程)的平均等待时间 ?D．由于根据的是用户提供的估计执行时间，因此不一定真正做到短而优先。 ?选择排队进程中等待时间最长的进程被优先调度，该调度算法是( )。 ?A．先来先服务调度算法B．短进程优先调度算法 ?C．优先权调度算法D．高响应比优先调度算法 ?在采用动态优先权的优先权调度算法中，如果所有进程都具有相同优先权初值，则此时的优先权调度算法实际上和( )相同。 ?A．先来先服务调度算法B．短进程优先调度算法
采用静态优先权优先算法的进程调度程序 学号： 姓名： 专业： 指导教师： 日期： 目录 第1部分课设简介 (3)
1.1 课程设计题目 (3) 1.2 课程设计目的 (3) 1.3 课程设计内容 (3) 1.4 时间安排 (3) 第2部分实验原理分析 (3) 2.1问题描述 (3) 2.2解决方法 (4) 第3部分主要的功能模块 (5) 3.1主要的函数 (5) 3.2 测试用例及运行结果 (7) 第4部分源代码 (9) 第5部分总结及参考文献 (16) 5.1 总结 (16) 5.2 参考文献 (17)
第1部分课设简介 1.1 课程设计题目 采用静态优先权优先算法的进程调度程序 1.2 课程设计目的 操作系统课程设计是计算机专业重要的教学环节，它为学生提供了一个既动手又动脑，将课本上的理论知识和实际有机的结合起来，独立分析和解决实际问题的机会。 1）进一步巩固和复习操作系统的基础知识。 2）培养学生结构化程序、模块化程序设计的方法和能力。 3）提高学生调试程序的技巧和软件设计的能力。 4）提高学生分析问题、解决问题以及综合利用C语言进行程序设计的能力。 1.3 课程设计内容 设计并实现一个采用静态优先权算法的进程调度演示程序 1.4 时间安排 1）分析设计贮备阶段（1 天） 2）编程调试阶段（7 天） 3）写课程设计报告、考核（2 天） 第2部分实验原理分析 2.1问题描述 （1）每一个进程有一个PCB，其内容可以根据具体情况设定。 （2）进程数、进入内存时间、要求服务时间、优先级等均可以在界面上设定
（3）可读取样例数据（要求存放在外部文件中）进行进程数、进入内存时间、时间片长度、作业大小、进程优先级的初始化 （4）可以在运行中显示各进程的状态：就绪、执行（由于不要求设置互斥资源与进程间的同步关系，故只有两种状态） （5）采用可视化界面，可在进程调度过程中随时暂停调度，查看当前进程的状态以及相应的阻塞队列 （6）有性能比较功能，可比较同一组数据在不同调度算法下的平均周转时间（7）具有一定的数据容错性 2.2程序设计流程图
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第四章处理机调度 4.3 习题 4.3.1 选择最合适的答案 1．某系统采用了银行家算法，则下列叙述正确的是（）。 A.系统处于不安全状态时一定会发生死锁 B.系统处于不安全状态时可能会发生死锁 C.系统处于安全状态时可能会发生死锁 D.系统处于安全状态时一定会发生死锁 2．银行家算法中的数据结构包括有可利用资源向量Available、最大需求矩阵Max、分配矩阵Allocation、需求矩阵Need，下列选项正确的是（）。 A.Max[i,j]=Allocation[i,j]+Need[i,j] B.Need[i,j]= Allocation[i,j]+ Max[i,j] C.Max[i,j]= Available[i,j]+Need[i,j] D.Need[i,j]= Available[i,j]+ Max[i,j] 3．下列进程调度算法中，（）可能会出现进程长期得不到调度的情况。 A.非抢占式静态优先权法 B.抢占式静态优先权法 C.时间片轮转调度算法 D.非抢占式动态优先权法 4．在下列选项中，属于预防死锁的方法是（）。 A.剥夺资源法 B.资源分配图简化法 C.资源随意分配 D.银行家算法 5．在下列选项中，属于检测死锁的方法是（）。 A.银行家算法 B.消进程法 C.资源静态分配法 D.资源分配图简化法 6．在下列选项中，属于解除死锁的方法是（）。 A．剥夺资源法 B.资源分配图简化法 C．银行家算法 D.资源静态分配法 7．为了照顾紧迫型作业，应采用（）。 A.先来服务调度算法 B.短作业优先调度算法 C.时间片轮转调度算法 D.优先权调度算法 8．在采用动态优先权的优先权调度算法中，如果所有进程都具有相同优先权初值，则
xen调度器比较(转载） 2010-04-30 11:50 Xen的CPU调度算法主要有3种，BVT（borrowed virtual time）调度算法、SEDF （simple earliest deadline first）调度算法、以及Credit调度算法。 一、BVT调度算法 1.BVT调度算法的基本原理 BVT算法由 KermethJ.Duda于1999年提出。BVT是一种公平性优先的调度算法。该算法将时间分为实际时间和虚拟时间:真实时间为硬件计时器记录的时间;虚拟时间为对真实时间经过某种规则计算后得到的时间值。该算法用虚拟时间来监控进程的执行时间，每次总是调度具有最早的有效虚拟时间的VCPU。这这种调度算法考虑到了运行实时和交互件的戍用程序的一些Guest操作系统，允许这些操作系统“借”一些时间片，就是说：在一定范围内将未来分配给它运行的时问片先“借”过来用一段时间。这种“借”过来的虚拟时间片只能是当前真实的时间片中的某个虚拟时间片，不能借下一个真实时间片中的虚拟时问片。在系统初始化时，每个VCPU将分配一个权值来代表该VCPU 能获得的处理器份额。VCPU根据其权值来实现处理器的公平共享。系统用实际虚拟时间和有效虚拟时间来记录VCPU运行状态。其计算方式如下: Ai =At + t/wi Ei <—Ai - (warp?wi:0) 其中，t表示VCPU实际运行时长(由真实时间计算);wi 表示该VCPU的权值大小;Ei表示有效虚拟时间;Ai表示实际虚拟时间;warp为时间偏移标记，表示VCPU能否提前运行;矶为VCPU能提前运行的虚拟时间长度。BVT算法是一种抢占式的working-conserving模式算法。该算法通过warp值来调整EVT使VCPU获得处理器的时间提前，即VCPU从预定的有效虚拟时间中借用了一定的虚拟时间以获得更高的调度优先级。此外，该算法还用Li和Ui来限制VCPU的warp值的大小及进行warp操作的频率，以防止进程过度借用虚拟时间。 2.BVT的优缺点 BVT调度算法的优点在于可以将物理时间片公平、均匀地分配给各个Guest操作系统，每个Guest操作系统两次被调度的时间间隔不会超过一个真实的时间片；能够满足I/O密集型和实时应用的低时延要求，能较好地调度某些实时性要求比较高的操作系统；在单CPU和多CPU环境下的调度开销都比较小。BVT调度算法的缺点有以下几点。首先，BVT不支持non-working-conserving。也就是说，每当当前domain被加载运行时，它将获得整个CPU。用户不能把某个将某个domain对CPU的使用限制在某个比例以下。其次，每个Guest OS只能借用分给它的时间片部分，而不会剥夺其他Guest OS的时间片。即当确定了各个domain的时间片分配比例后，这个比例在下次分配之前不会改变。 二、SEDF调度算法 1.SEDF调度算法的基本原理 SEDF算法源于C.L.Liu在1973年提出的最早截止期限(EDF:Earliest DeadlineFirst)调度算法。Xen中的每个VCPU在初始化时，将由调度算法为该VCPU设定一个截止期限作为其被调度时的参考因素。当进行VCPU调度时，调度程序将优先调度截止期限最早的VCPU。与Credit算法一样，当前对SEDF算法的研究还仅限于对配置有该算法的Xen的性能(磁盘读写速度、网络吞吐量、CPU分配精度、I/O性能)影响进行了分析。 SEDF算法为一种动态
最早期限优先调度算法（EDF）的特点和实现 摘要：最早期限优先调度算法是基于优先级的动态调度方法，是最优的单处理器调度算法，具有灵活性高、能充分利用CPU计算能力的特点。但是同时也具有调度开销增大、不能确定优先级低的任务截止之间能否得到满足的缺点，从而产生了EDF算法的优化算法NEDF和DPDS，较好的解决了上述问题，平衡了CPU使用率、响应时间、公平性和截止时间的问题。关键词：任务调度；动态调度；优先级；EDF 引言：随着计算机的发展，多道程序处理的出现需要强大的调度算法来对多任务进行调度，以确定多任务环境下任务的执行顺序以及占有CPU时间。相对于静态、不可抢占的调度方法，EDF的出现使之凭借灵活性高、CPU占有率高很快成为最优的单处理器调度算法。 一、任务调度的基本概念 在计算机发展的初期，需要使用计算机时，通常要集中在计算机所在的地方，人为的以作业的方式把工作内容一件一件的交给计算机处理，也就不存在调度的概念。随后，出现了计算机的批处理方式，计算机把作业按照先来先服务的方式进行处理，体现了一种非常简单的调度概念。随着多道程序处理方式的出现，调度逐渐变得重要和复杂起来。 在多任务的实时操作系统中，调度是一个非常重要的功能，用来确定多任务环境下任务执行的顺序和获得CPU资源后能够执行的时间长度。操作系统通过一个调度程序看来实现调度功能，调度程序以函数的形式存在，用来实现操作系统的调度算法。 调度程序是影响系统性能（如吞吐率、延迟时间等）的重要部分。在设计调度程序时，通常要综合考虑如下因素：CPU的使用率、输入、输出设备的吞吐率、响应时间、公平性和截止时间。这些因素之间有一定的冲突性，在设计调度程序时需要优先考虑最重要的需求，然后再各种因素之间进行折中处理。 二、调度方法的分类 对于大量的实时调度方法来说，主要存在以下几种划分方法： 1、离线（off-line）和在线（on-line）调度 根据获得调度信息的时机，调度算法可以分为离线调度和在线调度两类。对
题目：设计一个按优先数调度算法实现处理器调度的程序 提示： (1)假定系统有5个进程，每个进程用一个PCB来代表。PCB的格式为： 进程名、指针、要求运行时间、优先数、状态。 进程名——P1~P5。 指针——按优先数的大小把5个进程连成队列，用指针指出下一个进程PCB的首地址。 要求运行时间——假设进程需要运行的单位时间数。 优先数——赋予进程的优先数，调度时总是选取优先数大的进程先执行。 状态——假设两种状态，就绪，用R表示，和结束，用E表示。初始状态都为就绪状态。 (2) 每次运行之前，为每个进程任意确定它的“优先数”和“要求运行时间”。 (3) 处理器总是选队首进程运行。采用动态改变优先数的办法，进程每运行1次，优先 数减1，要求运行时间减1。 (4) 进程运行一次后，若要求运行时间不等于0，则将它加入队列，否则，将状态改为“结 束”，退出队列。 (5) 若就绪队列为空，结束，否则，重复(3)。 2．程序中使用的数据结构及符号说明： #define num 5//假定系统中进程个数为5 struct PCB{ char ID;//进程名 int runtime;//要求运行时间 int pri;//优先数 char state; //状态，R-就绪，F-结束 }; struct PCB pcblist[num];//定义进程控制块数组 3．流程图： (1)主程序流程图： (2)子程序init()流程图：
(3) 子程序max_pri_process()流程图：
(4)子程序show()流程图：
(5)子程序run()流程图：
CPU调度算法的模拟实现 一、设计目的 利用C++编写CPU调度算法，实现先来先服务调度算法FCFS、优先级调度算法PS、短作业优先调度算法SJF、时间片轮转调度算法RR的运行过程和实现的结果，针对模拟进程，利用编写的CPU调度算法对需要运行的进程进行调度。进行算法评价，计算平均周转时间和平均等待时间。 二、设计要求 针对模拟进程，利用CPU调度算法进行调度，最后要进行算法评价，计算平均周转时间和平均等待时间，并且输出调度结果和输出算法评价指标。调度所需的进程参数由输入产生（手工输入或者随机数产生）。 三、设计说明? CPU调度决策可在如下4种情况环境下发生： (1)当一个进程从运行切换到等待状态（如：I/O请求，或者调用wait等待一个子进程的终止） (2)当一个进程从运行状态切换到就绪状态（如：出现中断） (3)当一个进程从等待状态切换到就绪状态（如：I/O完成） (4)当一个进程终止时 对于第1和4两种情况，没有选择而只有调度。一个新进程（如果就绪队列中已有一个进程存在）必须被选择执行。对于第２和第３两种情况，可以进行选择。 当调度只能发生在第1和4两种情况下时，称调度是非抢占的（nonpreemptive）或协作的（cooperative）；否则，称调度方案为抢占的（preemptive）。采用非抢占调度，一旦CPU分配给一个进程，那么该进程会一直使用CPU直到进程终止或切换到等待状态。 抢占调度对访问共享数据是有代价（如加锁）的，有可能产生错误，需要新的机制（如，同步）来协调对共享数据的访问。 抢占对于操作系统内核的设计也有影响。在处理系统调用时，内核可能忙于进程活动。这些活动可能涉及要改变重要内核数据(如I/O队列)。因为根据定义
一、目得与要求?进程调度就是处理机管理得核心内容。本实验要求用高级语言编写模拟进程调度程序,以便加深理解有关进程控制快、进程队列等概念，并体会与了解优先数算法与时间片轮转算法得具体实施办法。 二、实验内容 1、设计进程控制块PCB得结构,通常应包括如下信息: 进程名、进程优先数(或轮转时间片数）、进程已占用得CPＵ时间、进程到完成还需要得时间、进程得状态、当前队列指针等。 2、编写两种调度算法程序: 优先数调度算法程序?循环轮转调度算法程序 3、按要求输出结果。?三、提示与说明 分别用两种调度算法对伍个进程进行调度。每个进程可有三种状态;执行状态(ＲUN)、就绪状态(ＲEＡDY,包括等待状态)与完成状态(ＦＩＮＩSH）,并假定初始状态为就绪状态。?(一）进程控制块结构如下：?ＮAＭE——进程标示符ＰRIO／ＲＯＵNＤ——进程优先数／进程每次轮转得时间片数（设为常数2)? CPUTIME——进程累计占用CPU得时间片数? NEEDTＩME——进程到完成还需要得时间片数 SＴＡTE——进程状态?ＮEXT——链指针?注: １、为了便于处理，程序中进程得得运行时间以时间片为单位进行计算; 2、各进程得优先数或轮转时间片数,以及进程运行时间片数得初值,均由用户在程序运行时给定。?(二)进程得就绪态与等待态均为链表结构，共有四个指针如下:? RUＮ——当前运行进程指针 RＥADY——就需队列头指针 TAIＬ——就需队列尾指针 FINISＨ——完成队列头指针 1、在优先数算法中,进程优先数得初值设为： (三)程序说明? 50－NEEDＴIME?每执行一次,优先数减1，CＰU时间片数加１,进程还需要得时间片数减1。 在轮转法中,采用固定时间片单位（两个时间片为一个单位),进程每轮转一次,CP
文献综述 车辆调度算法研究及其应用 一、前言部分 车辆调度问题是现代物流系统优化中关键的一环，也是开展电子商务不可缺少的内容。对车辆调度优化理论与算法进行系统研究是构建综合物流系统、建立现代调度指挥系统、发展智能交通运输系统和开展电子商务的基础[1]。 车辆调度问题是运筹学与组合优化领域的研究热点。有效的调度车辆，不仅可以提高物流工作效率，而且能够为及时生产模式的企业提供运输上的保障，从而实现物流管理科学化。由于该问题的理论涉及很多学科，很多实际问题的理论抽象都可归结为这一类问题，研究该问题具有很重要的理论意义和实际意义。 1 . VRP（Vehicle Routing Problem）问题描述及其分类 VRP问题一般可定义为：对一系列的装货点或卸货点，组织适当的行车路线，使车辆 有序地通过它们，在满足一定的约束条件(货物需求量、发送量、车辆容量限制、行驶里程限制、时间限制)下，达到一定的目标(路程最短、时间最小、费用最省、车辆数目最少等)。由于该问题研究范围非常广，根据其网络性能大致可以分为两类：一类为静态 VRP (StaticVRP, SVRP)，一类为动态VRP (dynamic VRP, DVRP)。 (1)静态VRP问题描述 SVRP 问题是VRP 中较简单的一类问题，是大部分研究者研究的热点。该问题具有一 个很重要的特征：在安排初始路线时，和路线相关的所有信息已知，并且在安排路线以后其相关信息始终保持改变[2]。以下列举了一些常见的SVRP 问题:仅考虑车辆容量限制的 VRP(CVRP)、带时间窗的VRP(VRPTW)、带有回收的VRP(VRP with backhauls)、带有集派的VRP(VRPPD)。除此以外，还有许多其它 CVRP 的延伸问题，如顾客有优先权，考虑卸货时间、装卸时间、等待时间等，甚至综合了以上不同的特征。这些问题的相关信息均已知且保持不变[3]。 (2)动态VRP问题描述 所谓DVRP，是指在安排初始路线时，并不是和路线相关的所有信息都为已知，并且初始路线安排以后，其相关信息可能发生改变。DVRP 研究范围较广，需求不确定、动态网络、服务车辆不确定、提供数据有偏差等都属于DVRP 的研究范畴。从网络性能角度，DVRP 可以分为以下三种类型：1)时间依赖型VRP (TDVRP)。2)概率VRP (PVRP)。车辆运行时间以离散
一、目的和要求 进程调度是处理机管理的核心容。本实验要求用高级语言编写模拟进程调度程序，以便加深理解有关进程控制快、进程队列等概念，并体会和了解优先数算法和时间片轮转算法的具体实施办法。 二、实验容 1.设计进程控制块PCB的结构，通常应包括如下信息： 进程名、进程优先数（或轮转时间片数）、进程已占用的CPU时间、进程到完成还需要的时间、进程的状态、当前队列指针等。 2.编写两种调度算法程序： 优先数调度算法程序 循环轮转调度算法程序 3.按要求输出结果。 三、提示和说明 分别用两种调度算法对伍个进程进行调度。每个进程可有三种状态；执行状态（R UN）、就绪状态（READY,包括等待状态）和完成状态（FINISH），并假定初始状态为就绪状态。 （一）进程控制块结构如下： NAME——进程标示符 PRIO/ROUND——进程优先数/进程每次轮转的时间片数（设为常数2） CPUTIME——进程累计占用CPU的时间片数 NEEDTIME——进程到完成还需要的时间片数 STATE——进程状态 NEXT——链指针 注： 1.为了便于处理，程序中进程的的运行时间以时间片为单位进行计算； 2.各进程的优先数或轮转时间片数，以及进程运行时间片数的初值，均由用户在程序运行时给定。 （二）进程的就绪态和等待态均为链表结构，共有四个指针如下：
RUN——当前运行进程指针 READY——就需队列头指针 TAIL——就需队列尾指针 FINISH——完成队列头指针 （三）程序说明 1. 在优先数算法中，进程优先数的初值设为： 50-NEEDTIME 每执行一次，优先数减1，CPU时间片数加1，进程还需要的时间片数减1。 在轮转法中，采用固定时间片单位（两个时间片为一个单位），进程每轮转一次，CPU时间片数加2，进程还需要的时间片数减2，并退出CPU，排到就绪队列尾，等待下一次调度。 2. 程序的模块结构提示如下： 整个程序可由主程序和如下7个过程组成： （1）INSERT1——在优先数算法中，将尚未完成的PCB按优先数顺序插入到就绪队列中； （2）INSERT2——在轮转法中，将执行了一个时间片单位（为2），但尚未完成的进程的PCB，插到就绪队列的队尾； （3）FIRSTIN——调度就绪队列的第一个进程投入运行； （4）PRINT——显示每执行一次后所有进程的状态及有关信息。 （5）CREATE——创建新进程，并将它的PCB插入就绪队列； （6）PRISCH——按优先数算法调度进程； （7）ROUNDSCH——按时间片轮转法调度进程。 主程序定义PCB结构和其他有关变量。 （四）运行和显示 程序开始运行后，首先提示：请用户选择算法，输入进程名和相应的NEEDTIM E值。 每次显示结果均为如下5个字段： name cputime needtime priority state 注：