操作系统进程控制与调度

操作系统实验报告进程管理操作系统实验报告：进程管理引言操作系统是计算机系统中的核心软件，负责管理计算机的硬件资源和提供用户与计算机之间的接口。

进程管理是操作系统的重要功能之一，它负责对计算机中运行的各个进程进行管理和调度，以保证系统的高效运行。

本实验报告将介绍进程管理的基本概念、原理和实验结果。

一、进程管理的基本概念1. 进程与线程进程是计算机中正在运行的程序的实例，它拥有独立的内存空间和执行环境。

线程是进程中的一个执行单元，多个线程可以共享同一个进程的资源。

进程和线程是操作系统中最基本的执行单位。

2. 进程状态进程在运行过程中会经历不同的状态，常见的进程状态包括就绪、运行和阻塞。

就绪状态表示进程已经准备好执行，但还没有得到处理器的分配；运行状态表示进程正在执行；阻塞状态表示进程由于某些原因无法继续执行，需要等待某些事件的发生。

3. 进程调度进程调度是操作系统中的一个重要任务，它决定了哪个进程应该获得处理器的使用权。

常见的调度算法包括先来先服务（FCFS）、最短作业优先（SJF）和时间片轮转等。

二、进程管理的原理1. 进程控制块（PCB）PCB是操作系统中用于管理进程的数据结构，它包含了进程的各种属性和状态信息，如进程标识符、程序计数器、寄存器值等。

通过PCB，操作系统可以对进程进行管理和控制。

2. 进程创建与撤销进程的创建是指操作系统根据用户的请求创建一个新的进程。

进程的撤销是指操作系统根据某种条件或用户的请求终止一个正在运行的进程。

进程的创建和撤销是操作系统中的基本操作之一。

3. 进程同步与通信多个进程之间可能需要进行同步和通信，以实现数据共享和协作。

常见的进程同步与通信机制包括互斥锁、信号量和管道等。

三、实验结果与分析在本次实验中，我们使用了一个简单的进程管理模拟程序，模拟了进程的创建、撤销和调度过程。

通过该程序，我们可以观察到不同调度算法对系统性能的影响。

实验结果显示，先来先服务（FCFS）调度算法在一些情况下可能导致长作业等待时间过长，影响系统的响应速度。

操作系统实验二：进程管理操作系统实验二：进程管理篇一：操作系统实验报告实验一进程管理一、目的进程调度是处理机管理的核心内容。

本实验要求编写和调试一个简单的进程调度程序。

通过本实验加深理解有关进程控制块、进程队列的概念，并体会和了解进程调度算法的具体实施办法。

二、实验内容及要求1、设计进程控制块PCB的结构（PCB结构通常包括以下信息：进程名（进程ID）、进程优先数、轮转时间片、进程所占用的CPU时间、进程的状态、当前队列指针等。

可根据实验的不同，PCB结构的内容可以作适当的增删）。

为了便于处理，程序中的某进程运行时间以时间片为单位计算。

各进程的轮转时间数以及进程需运行的时间片数的初始值均由用户给定。

2、系统资源(r1…rw),共有w类，每类数目为r1…rw。

随机产生n进程Pi(id,s(j,k)t),0<=i<=n,0<=j<=m,0<=k<=dt为总运行时间，在运行过程中，会随机申请新的资源。

3、每个进程可有三个状态（即就绪状态W、运行状态R、等待或阻塞状态B），并假设初始状态为就绪状态。

建立进程就绪队列。

4、编制进程调度算法：时间片轮转调度算法本程序用该算法对n个进程进行调度，进程每执行一次，CPU时间片数加1，进程还需要的时间片数减1。

在调度算法中，采用固定时间片（即：每执行一次进程，该进程的执行时间片数为已执行了1个单位），这时，CPU时间片数加1，进程还需要的时间片数减1，并排列到就绪队列的尾上。

三、实验环境操作系统环境：Windows系统。

编程语言：C#。

四、实验思路和设计1、程序流程图2、主要程序代码//PCB结构体struct pcb{public int id; //进程IDpublic int ra; //所需资源A的数量public int rb; //所需资源B的数量public int rc; //所需资源C的数量public int ntime; //所需的时间片个数public int rtime; //已经运行的时间片个数public char state; //进程状态，W（等待）、R（运行）、B（阻塞）//public int next;}ArrayList hready = new ArrayList();ArrayList hblock = new ArrayList();Random random = new Random();//ArrayList p = new ArrayList();int m, n, r, a,a1, b,b1, c,c1, h = 0, i = 1, time1Inteval;//m为要模拟的进程个数，n为初始化进程个数//r为可随机产生的进程数（r=m-n）//a，b，c分别为A，B，C三类资源的总量//i为进城计数，i=1…n//h为运行的时间片次数，time1Inteval为时间片大小（毫秒）//对进程进行初始化，建立就绪数组、阻塞数组。

操作系统中的CPU调度一、CPU调度的基本概念CPU调度是操作系统的一个非常重要的功能，它控制着CPU 在多任务环境下的运作。

在多任务环境下，CPU必须要对不同的进程进行处理，CPU调度就是指根据一定的算法，在所有可执行的进程中选择一个进程，让它占用CPU，运行一段时间，并在执行完毕后释放CPU，然后选择下一个可执行的进程进行处理，这样就能够合理地利用CPU资源，提高系统的响应速度和吞吐量。

二、CPU调度的基本算法CPU调度的主要任务是在可执行的进程中选择一个进程让其运行，并在一定的时间之后切换到另一个进程进行处理。

但是，在实际中需要考虑的问题是如何选择进程，并且进程切换所带来的开销不能太大。

因此，CPU调度的算法就成了关键。

CPU调度算法主要有以下几种：1. 先来先服务算法（FCFS）FCFS是最早的调度算法，它简单易懂，就是按照进程到达的顺序来排序，先到达的进程先执行，完成后才能运行后面到达的进程。

但是，这种算法存在“饥饿”现象，即如果某个进程运行时间过长，其他进程就无法得到及时的处理。

2. 最短作业优先算法（SJF）SJF算法是根据进程的运行时间来排序的。

处理器会选择那些需要时间最短的进程进行处理。

这种算法速度快，但是会出现“饥饿”现象，即某些进程的运行时间太长，导致其他进程无法得到及时的处理。

3. 时间片轮转算法（RR）RR算法是在时间片为单位对进程进行轮流处理。

每个进程分配一个时间片，当时间片用完时，处理器会停止这个进程的运行，并且把它放到等待队列的末尾，然后从队列的头部选择下一个进程。

这种算法能够避免“饥饿”的现象，但是会带来一定的上下文切换开销。

4. 优先级算法（Priority）Priority算法是根据进程的优先级进行判断的。

进程的优先级越高，就越容易被处理器调度。

但是，这种算法存在的问题就是某些优先级低的进程可能会一直得不到执行。

5. 多级反馈队列算法（MFQ）MFQ算法是一种复杂的算法，它将进程划分为多个队列，分配不同的时间片用于不同的队列。

操作系统-进程管理操作系统-进程管理1.简介进程管理是操作系统中的核心功能之一，负责管理计算机系统中的各个进程。

进程是指正在执行的程序实例，它包含了程序的代码、数据和执行状态等信息。

进程管理涉及创建、调度、同步、通信、终止等一系列操作，旨在协调和控制多个进程的执行。

2.进程的创建与终止2.1 进程创建进程的创建是指由操作系统创建新的进程。

主要步骤包括：①分配空间：为新进程分配内存空间。

②初始化：将新进程的状态设置为就绪态，并初始化进程控制块（PCB）。

③指定执行代码：将新进程指向要执行的代码。

④设置执行环境：为新进程设置执行所需的环境变量和资源参数。

2.2 进程终止进程终止是指进程执行完毕或被强制终止。

主要步骤包括：①保存状态：将进程的状态保存到进程控制块中。

②释放资源：释放进程所占用的系统资源。

③给予父进程处理机：将CPU控制权交还给父进程。

3.进程调度进程调度是指选择就绪态进程中的一个进程分配CPU资源。

调度算法的选择和实现会直接影响操作系统的性能和效率。

常见的调度算法有：3.1 先来先服务（FCFS）：按照进程到达的先后顺序进行调度。

3.2 短作业优先（SJF）：根据进程的执行时间进行调度，执行时间短的进程优先。

3.3 时间片轮转（RR）：每个进程被分配一个时间片，在时间片用完后，切换到下一个进程。

3.4 优先级调度：根据进程的优先级进行调度，优先级高的进程先执行。

4.进程同步与通信4.1 进程同步为了保证多个进程之间的操作按照一定的顺序进行，需要进行进程同步。

常见的同步机制有：①互斥锁：只允许一个进程访问共享资源。

②信号量：用于进程之间的互斥与同步。

③条件变量：用于线程之间的等待与通知。

4.2 进程通信进程通信是指进程之间相互传递信息的过程。

常见的通信机制有：①管道：一种半双工的通信方式，可以在具有亲缘关系的进程之间进行通信。

②消息队列：进程可以通过读写消息队列来进行通信。

③共享内存：多个进程可以访问同一块共享内存区域，将其用作通信媒介。

实验二：进程调度一、目的要求：用C或C++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．二、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。

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。

每进行一次调度程序都打印一次运行进程、就绪队列、以及各个进程的 PCB，以便进行检查。

重复以上过程，直到所要进程都完成为止。

三调度算法的流程图如下 :四、程序代码：#include<iostream>using namespace std;#define MAX 10struct task_struct{char name[10]; /*进程名称*/ int number; /*进程编号*/ float come_time; /*到达时间*/float run_begin_time; /*开始运行时间*/ float run_time; /*运行时间*/float run_end_time; /*运行结束时间*/ int priority; /*优先级*/int order; /*运行次序*/int run_flag; /*调度标志*/}tasks[MAX];int counter; /*实际进程个数*/int fcfs(); /*先来先服务*/int ps(); /*优先级调度*/int sjf(); /*短作业优先*/int hrrn(); /*响应比高优先*/int pinput(); /*进程参数输入*/int poutput(); /*调度结果输出*/void main(){int option;pinput();printf("请选择调度算法（0~4）:\n");printf("1.先来先服务\n");printf("2.优先级调度\n");printf(" 3.短作业优先\n");printf(" 4.响应比高优先\n");printf(" 0.退出\n");scanf("%d",&option);switch (option){ case 0:printf("运行结束。

如何进行操作系统调度和进程管理操作系统调度和进程管理是操作系统中非常重要的功能，它负责管理系统中的进程、资源分配和进程间的调度。

本文将详细介绍操作系统调度和进程管理的相关概念、原理和实践方法。

一、进程和线程的概念1.1进程:进程是程序的一次执行过程，是程序在计算机中的一次执行活动，它是程序在执行过程中分配和管理资源的基本单位。

每个进程都有自己的地址空间、堆栈、数据区等资源，进程之间彼此独立，互不干扰。

1.2线程：线程是进程中的一条执行路径，是进程的实体，每个进程可以包含多个线程。

线程共享相同的地址空间和其他资源，可以很方便地进行通信和数据交换。

二、进程管理2.1进程的状态：在操作系统中，进程可以处于运行状态、就绪状态和阻塞状态。

运行状态表示进程正在执行，就绪状态表示进程已经准备好执行，阻塞状态表示进程由于某种原因暂时无法执行。

2.2进程的创建和终止：进程的创建可以通过程序的加载、复制已有进程等方式实现，而进程的终止可以通过调用exit()系统调用、异常终止等方式实现。

2.3进程控制块（PCB）：PCB是操作系统中用于保存和管理进程信息的数据结构，包括进程的状态、优先级、资源需求等信息。

PCB可以帮助操作系统对进程进行管理和调度。

2.4进程同步和通信：在多进程环境下，进程之间需要进行同步和通信以确保数据的一致性和正确性。

操作系统提供了多种机制来实现进程之间的同步和通信，比如信号量、互斥锁、消息队列等。

三、进程调度3.1进程调度的目的：进程调度的主要目的是提高系统的资源利用率和响应速度，保证系统的稳定性和性能。

通过合理的调度算法，可以实现进程之间的公平调度，并且避免进程死锁、饥饿等问题。

3.2调度算法：常见的调度算法包括先来先服务（FCFS）、短作业优先（SJF）、时间片轮转（RR）等。

不同的调度算法适用于不同的场景，可以根据系统的特点和需求选择合适的算法。

3.3进程优先级调度：进程可以设置不同的优先级，高优先级的进程会得到更多的CPU 时间片，保证系统的响应速度和性能。

操作系统工作原理操作系统是计算机系统的核心软件，负责协调和管理计算机硬件、软件和用户之间的交互。

操作系统的工作原理主要包括以下几个方面：1.进程管理：操作系统通过进程管理来实现对计算机中运行的各个程序的控制和调度。

操作系统为每个程序创建一个进程，并分配资源给进程。

它通过调度算法来决定进程的执行顺序，保证资源的合理利用和进程的公平竞争。

2.内存管理：操作系统负责管理计算机的内存资源。

它通过内存管理单元（MMU）将物理地址转换为逻辑地址，并进行地址映射和页表管理。

操作系统还负责内存的分配和回收，保证进程之间的内存隔离和互不干扰。

3.文件系统：操作系统提供文件系统来管理计算机中的文件和文件夹。

文件系统通过文件描述符和目录结构来组织文件，并提供文件的创建、读取、写入、删除等操作。

它还负责文件的保护和安全性管理，实现对文件的共享和访问控制。

4.设备驱动程序：操作系统通过设备驱动程序来管理计算机中的硬件设备。

设备驱动程序负责与硬件之间的交互，并提供统一的接口供应用程序进行访问。

操作系统通过设备驱动程序对硬件进行控制和管理，保证硬件的正常运行。

5.用户界面：操作系统提供用户界面供用户与计算机进行交互。

用户界面可以分为命令行界面和图形用户界面两种形式，用户可以通过输入命令或者操作图形界面来进行与计算机的交互。

操作系统负责解析用户的输入，并将指令传递给相应的模块进行处理。

6.系统调用：操作系统通过系统调用来提供一系列的服务供应用程序调用。

系统调用是操作系统与应用程序之间的纽带，它提供了一组接口，供应用程序进行文件操作、进程控制、内存管理等操作。

应用程序通过系统调用请求操作系统提供的服务，从而完成各种功能。

7.中断处理：操作系统通过中断处理来响应外部硬件的请求。

中断是一种特殊的事件，例如硬件故障、时钟中断等，当发生这些事件时，操作系统会立即响应并进行相应的处理。

中断处理程序会保存当前进程的状态，切换到中断服务例程进行处理，然后恢复中断之前的状态。

操作系统的进程调度与并发在计算机科学领域，操作系统起到了管理和控制计算机硬件资源的关键作用。

其中，进程调度和并发是操作系统中两个重要的概念。

进程调度是指操作系统在多个进程之间分配CPU时间片，使得它们能够以合理的顺序执行，从而提高整个系统的吞吐量和响应时间。

而并发则指在同一时间可以执行多个独立的任务，进一步提高系统的效率。

一、进程调度进程调度是操作系统的核心功能之一，它决定了程序的执行顺序和优先级。

进程调度算法的设计影响着系统的性能和资源利用率。

常用的进程调度算法有以下几种：1. 先来先服务（FCFS）调度算法：按照进程到达的顺序进行调度，即先到先服务。

该算法的优点是简单易懂，但当有长作业阻塞短作业等待时，会导致平均等待时间较长。

2. 最短作业优先（SJF）调度算法：选择估计需要的CPU时间最短的作业来先执行。

该算法能够保证平均等待时间最小，但需要准确估计作业的执行时间。

3. 优先级调度算法：为每个进程赋予优先级，并按照优先级的高低进行调度。

该算法可以灵活调整各个进程的优先级，但会导致低优先级进程长时间等待。

4. 时间片轮转调度算法：设置固定的时间片，每个进程按照时间片的大小进行调度。

当一个进程的时间片用完后，会被放入就绪队列的尾部，等待下一轮调度。

该算法公平地分配CPU资源，但可能会导致上下文切换频繁。

二、并发并发是指系统同时处理多个任务的能力。

在操作系统中，实现并发的方式有多种。

1. 多道程序设计：允许多个进程同时驻留在内存中，并在进程之间切换。

通过利用中断机制和进程调度算法，操作系统能够在较短的时间内切换多个进程的执行。

2. 多线程：线程是一个独立的执行流，一个进程可以拥有多个线程。

多线程使得程序能够并行执行多个任务，提高了系统的响应速度和资源利用率。

3. 并行处理：通过利用多个处理器同时执行多个任务，实现真正的并行处理。

多核处理器的出现使得并行处理得到了更好的支持。

三、进程调度与并发的关系进程调度和并发是紧密相关的，两者相互影响、相互促进。

操作系统中的进程调度原理一、概述进程调度在操作系统中是非常重要的一个概念。

它是指在系统中多个进程同时运行时，如何选择下一个要运行的进程，并对进程进行分配CPU时间片的过程。

进程调度在操作系统中扮演着重要的角色，它决定了系统整体的性能和响应时间。

在本文中，我们将详细讨论进程调度的原理、算法和实现，以及一些常见的调度策略。

二、进程调度的原理操作系统中的进程调度的本质是分配CPU资源。

CPU时间片是操作系统中进行任务调度的基本单位。

每个进程执行自己的任务时，都要先获得CPU时间片，进程使用的时间片用完之后，操作系统将紧接着将CPU资源分配给下一个进程运行。

在进程调度的过程中，操作系统需要维护一张任务调度表，该表中记录着每个进程的进程控制块（PCB），该表还需要维护一些其他的信息，如就绪进程队列、阻塞进程队列等。

每个进程具有自己的属性，如进程的优先级、占用CPU的时间等。

在进程调度的过程中，根据进程的优先级和占用CPU的时间来判断下一个将要运行的进程，并将CPU时间片分配给下一个进程。

三、进程调度的算法1.先来先服务（FCFS）先来先服务（FCFS）是最古老的进程调度算法。

这个算法的工作原理是，先到达的进程将拥有较高的优先级，并将首先获得CPU时间片运行。

虽然FCFS算法很容易实现，但它并不是最优的。

如果某个长时间运行的进程在队列前面，那么它将一直占用CPU资源，而其他进程会一直等待。

2.最短作业优先（SJF）最短作业优先（SJF）调度算法是根据每个任务占用的CPU时间来进行调度的。

该算法的工作流程如下：当进程到达时，根据其需要运行的时间将其放入队列中。

如果下一个就绪的任务的需要运行时间比当前运行的任务更短，那么该就绪任务将被优先执行。

但是，该算法也有一个问题，就是如果存在镰刀现象，即一些进程长时间等待，无法获得CPU时间片。

3.时间片轮转（RR）时间片轮转（RR）是一种分时系统调度算法。

正如其名字所暗示的那样，RR算法将相等的量分配给每个进程的时间片，每个进程在其时间片用完之前被调用，然后被挂起并在下一次被调用时恢复执行。

操作系统的调度名词解释作为计算机科学中的重要概念，操作系统的调度在计算机系统的运行中起到了至关重要的作用。

通过合理的调度算法，操作系统能够合理分配和管理计算机资源，提高系统的性能和效率。

本文将对操作系统调度中的一些重要名词进行解释，以帮助读者更好地理解和掌握这一领域。

1. 进程调度进程调度是操作系统中的一个重要概念，它指的是操作系统通过预设的调度算法，合理选择优先级最高的进程，并分配CPU时间片给该进程执行。

进程调度的目标是提高系统的性能和响应速度，以确保各个进程都能得到公平的执行机会。

常见的进程调度算法包括先来先服务、短作业优先、时间片轮转等。

2. 线程调度线程调度是对操作系统中线程的分配和执行进行管理和调度的过程。

线程调度的目标是合理分配CPU时间片，使得多个线程能够并发执行，以提高程序的效率和响应速度。

常见的线程调度算法有优先级调度、时间片轮转、多级反馈队列等。

3. 中断调度中断调度是操作系统对中断事件的处理和分配过程。

在计算机运行中，发生中断事件时，操作系统需要及时响应并进行相应的处理操作。

中断调度的目标是尽快响应中断事件，将控制权转移到相应的中断处理程序，并在处理完之后返回原来的进程继续执行。

4. IO调度IO调度是操作系统在处理IO请求时的调度过程。

由于独立于CPU的IO设备存在速度差异，操作系统需要合理调度IO请求的顺序和时间，以提高系统的整体性能和效率。

常用的IO调度算法有先来先服务、最短寻道时间优先、电梯算法等。

5. 内存调度内存调度是指操作系统对内存中进程的分配和管理过程。

在多道程序设计环境下，操作系统需要合理选择和分配内存资源，以提高系统的利用率和性能。

内存调度的目标是实现内存的最佳利用和动态分配。

常见的内存调度算法有分页调度、分段调度、段页式调度等。

6. 磁盘调度磁盘调度是指操作系统中对磁盘访问请求的调度过程。

由于磁盘访问需要相当的时间，操作系统需要选择合适的算法来优化磁盘访问顺序，以提高磁盘的读写效率和响应时间。

操作系统的并发控制与调度算法操作系统是计算机系统的核心组成部分，它负责管理计算机系统中的硬件和软件资源。

在现代计算机系统中，要实现多任务处理和资源共享，就需要对并发控制和调度算法进行有效管理。

本文将重点探讨操作系统中的并发控制与调度算法，并介绍其原理和应用。

一、并发控制在操作系统中，多个进程或线程可以同时执行，这就是并发的基本特性。

然而，并发执行可能会导致资源竞争的问题，比如对共享数据的修改，如果没有合适的并发控制机制，就会导致数据不一致或错误的结果。

因此，并发控制是操作系统中非常重要的一项功能。

1. 锁机制锁机制是最常见的并发控制技术之一。

当多个进程或线程需要访问同一个共享资源时，可以使用锁来控制资源的访问权限。

常见的锁包括互斥锁、读写锁和条件变量等。

互斥锁用于串行化对共享资源的访问，一次只允许一个进程或线程访问资源；读写锁允许多个读者同时访问共享资源，但只允许一个写者独占访问；条件变量用于线程之间的通信和同步，当某个条件满足时，通知等待线程执行。

2. 信号量机制信号量机制是另一种常用的并发控制技术。

信号量是一个计数器，用于控制对资源的访问。

当一个进程或线程要访问资源时，会尝试将信号量减一，如果信号量为负，则表示资源正在被占用，进程或线程需要等待；当一个进程或线程释放资源后，会将信号量加一，唤醒等待的进程或线程。

二、调度算法在操作系统中，调度算法用于决定哪个进程或线程获得执行的机会。

调度算法的目标是提高系统的性能和吞吐量，同时保证公平性和响应性。

下面介绍几种常见的调度算法。

1. 先来先服务（FCFS）先来先服务算法是最简单的调度算法之一。

按照进程或线程的到达顺序为它们分配CPU的执行时间。

优点是简单易实现，但缺点是平均等待时间较长，容易产生“饥饿”现象。

2. 短作业优先（SJF）短作业优先算法根据进程或线程的执行时间来进行调度，执行时间短的优先获取CPU的执行时间。

这样可以减少平均等待时间，提高系统的性能和响应速度。

操作系统进程管理实验报告一、引言在现代计算机科学中，操作系统的进程管理是确保系统高效运行的关键环节。

本实验旨在通过观察和分析操作系统的进程管理行为，深入理解进程的创建、运行和终止过程，以及操作系统如何对进程进行调度和资源分配。

二、实验目标1、理解进程的基本概念、进程状态及转换。

2、掌握进程的创建、终止和调度方法。

3、观察和分析进程在运行过程中的资源消耗和调度行为。

4、分析操作系统对进程的资源分配和调度策略对系统性能的影响。

三、实验环境与工具本实验在Linux操作系统上进行，使用GNU/Linux环境下的工具进行进程的创建、监控和调度。

四、实验步骤与记录1、创建进程：使用shell命令“fork”创建一个新的进程。

记录下父进程和子进程的PID，以及它们在内存中的状态。

2、进程状态观察：使用“ps”命令查看当前运行进程的状态，包括进程的PID、运行时间、CPU使用率等。

同时，使用“top”命令实时监控系统的CPU、内存等资源的使用情况。

3、进程调度：在“crontab”中设置定时任务，观察系统如何根据预设的调度策略分配CPU资源给各个进程。

4、资源分配：通过修改进程的优先级（使用“nice”命令），观察系统如何调整资源分配策略。

5、终止进程：使用“kill”命令终止一个进程，并观察系统如何处理该进程占用的资源。

五、实验结果与分析1、创建进程：通过“fork”系统调用，成功创建了一个新的进程，并获取了父进程和子进程的PID。

在内存中，父进程和子进程的状态分别为“running”和“ready”。

2、进程状态观察：使用“ps”命令可以看到父进程和子进程的状态均为“running”，同时显示了它们的CPU使用率和运行时间等信息。

通过“top”命令，可以实时监控系统的CPU、内存等资源的使用情况，为进一步分析提供了数据支持。

3、进程调度：在“crontab”中设置定时任务后，系统会根据预设的调度策略以及各个进程的运行状态，动态地分配CPU资源给各个进程。

操作系统实验报告--进程调度计科02-8 王长青05年4月17日计算机操作系统实验——进程调度一．实验目的进程调度是处理机管理的核心内容。

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，并体会和了解优先数调度算法的具体实施办法。

二．程序功能本程序使用VC++编译调试，用于实现进程优先数调度的模拟。

主要包含三个模块：1、主界面：用于显示进程调度的过程。

2、数据录入模块：用于获取进程的初始值，其中有三种获取方式，手动输入方式、随即生成方式和从文件中读去数据的方式。

当用户在主窗口中点击“开始”菜单项时即可打开数据录入对话框，用户通过这三种方式之一均可完成数据的录入。

3、进程控制模块：主要实现创建新的进程，就绪队列的管理，完成队列的管理，进程的调度。

三．实验原理（1）本程序采用优先数调度算法对进程进行调度，每个进程可有三个状态，即：就绪状态，运行状态，完成状态。

并假设初始状态为就绪状态。

这三种状态的转换情况如右图：（2）为了便于处理，程序中的某进程运行时间以时间片为单位计算。

各进程的优先数以及进程需运行的时间片数的初始值均由用户给定（通过数据录入模块完成）。

（3）程序通过设置一个定时器来实现时间片的轮转，时间片的大小是1秒，在定时器消息的响应函数中从用户录入的数据中读取一个创建进程，将其加入到就绪队列中，然后进行调度和执行。

在调度函数中，对于遇到优先数一致的情况，采用FIFO策略解决。

（4）在优先数算法中，进程每执行一次，优先数减3，进程还需要运行的时间数减1。

四．详细设计（1）设计进程控制块PCB结构：struct PCB{ int pid; //进程号int pri; //进程优先数int time; //进程所需运行时间int status; // 进程状态 0就绪，1 执行，-1完成};（2）将进程的各种操作封装在类CProMoni中，该类的定义如下：class CProMoni{public:CProMoni();virtual ~CProMoni();void InsertRQ(PCB* p); //将p所指的进程插入到就绪队列中void InsertFQ(PCB* p); //将p所指的进程插入到完成队列中void ProSchedule(); //进程调度函数void ProRun(); //运行函数void Display(CDC* pDC); //以表格形式输出运行过程bool GetFinishFlag();bool OpenLogFile(); //打开日志文件void CloseLogFile(); //关闭日志文件bool WriteLogToFile(); //向日志文件中写入数据private:PCB *m_pRunning; //指向当前运行的进程CPtrList m_readyList; //就绪队列CPtrList m_finishList; //完成队列bool m_finish; //完成标志CString m_LogFileName; //日志文件名CStdioFile m_LogFile; //日志文件public:int m_clock; //时钟序列};（3）主要成员函数的实现：void CProMoni::InsertRQ(PCB* p){ //将p插入到就绪队列中POSITION pre,pos=m_readyList.GetHeadPosition();PCB *q;while(pos!=NULL){pre=pos;q=(PCB*)m_readyList.GetNext(pos);if(q->pri < p->pri){m_readyList.InsertBefore(pre,p);return;}}if(pos==NULL){m_readyList.AddTail(p);}}void CProMoni::ProSchedule(){//进程调度PCB *p;if(m_pRunning==NULL){if(m_readyList.IsEmpty()){m_finish=true;return;}else{p=(PCB*)m_readyList.RemoveHead();m_pRunning=p;}}else{if(!m_readyList.IsEmpty()){p=(PCB*)m_readyList.GetHead();//m_readyList将头节点与当前PCB的权值比较if(p->pri > m_pRunning->pri ){PCB *q=m_pRunning;m_pRunning=(PCB*)m_readyList.RemoveHead();m_pRunning->status=1;q->status=0;InsertRQ(q);}}}}void CProMoni::ProRun(){//运行进程if(!m_finish){if(m_pRunning==NULL){ AfxMessageBox("当前运行的进程不存在!");return;}m_pRunning->pri-=3;m_pRunning->time-=1;{ m_pRunning->time=0;PCB*p=m_pRunning;p->status=-1;InsertFQ(p);m_pRunning=NULL;}}}（4）试图类的主要成员函数：PCB* CProcessView::CreatePCB(){//创建PCBPCB* p=new PCB;p->pid=n+1;p->pri=m_pris[n];p->time=m_times[n];p->status=0;n++;return p;}#include"pritimedlg.h"void CProcessView::OnStart(){ CPriTimeDlg dlg; //定义数据录入对话框dlg.DoModal();if(dlg.m_ok){ m_proTotal=dlg.m_proNum;for(int i=0;i<m_proTotal;i++){ m_pris[i]=dlg.m_pris[i];m_times[i]=dlg.m_times[i];}m_proMoni.OpenLogFile(); //打开日志文件PCB* p=CreatePCB(); //创建新进程m_proMoni.InsertRQ(p); //将新进程插入到就绪队列中m_proMoni.WriteLogToFile(); //写日志文件m_proMoni.ProSchedule(); //进程调度m_start=true; //设置开始标志Invalidate(); //刷新视图m_killTimer=false;SetTimer(1,1000,NULL);//设置定时器}}void CProcessView::OnTimer(UINT nIDEvent){ m_proMoni.m_clock++;m_proMoni.WriteLogToFile();//写日志m_proMoni.ProRun(); //运行进程if(n<m_proTotal){ PCB *p=CreatePCB();//创建新进程m_proMoni.InsertRQ(p);}m_proMoni.ProSchedule();Invalidate();if(m_proMoni.GetFinishFlag()){//若已完成则删除定时器KillTimer(1);m_killTimer=true;AfxMessageBox("演示完毕");}CScrollView::OnTimer(nIDEvent);}五．运行结果（1）数据录入界面：（2）进程调度过程的结果：六、实验总结通过本实验使我对进程的相关概念及进程的优先数调度算法有了更深的理解，使自己在程序设计及编制方面也有了一定的提高。

进程进程的概念进程的状态进程的控制结构进程的控制进程的上下文切换线程为什么要使用线程？线程与进程的比较线程的上下文切换线程的实现调度调度时机调度原则调度算法进程进程的概念进程就是具有独立功能的程序关于某一数据集合的一次运行活动。

就如我下面的截图，比如WeChat（微信桌面版），这其实就是针对具体功能的运行活动称为进程，但是可以看到进程内还有很多细项在运行，所以也可以称这是一个WeChat的进程树。

进程的状态大家都知道CPU运算是非常快的，但是程序呢不一定都是一泻千里一口气运行到底的，就像我拿个热水壶烧水一样，我已经执行完“接水”==》放热水壶==》插电==》摁开关，但是烧水是需要时间的，我不能在这呆呆的等着，我还可以干点别的，一直到热水壶发出声音提醒我，我去“倒开水”这才完成。

那么我烧水这一连串的动作就可以看作一个进程，那么在这个过程中，就有个“运行”==》“暂停”==》“运行”这样的一种情况。

这种“间断”的特性，也就决定了进程有的三种基本状态：•就绪–进程准备好了除CPU之外的所有资源，就等CPU执行了。

•运行–CPU正在执行当前进程。

•阻塞–进程需要达到某种条件才可以继续执行，在条件满足之前即使得到了CPU资源也无法执行下去。

从头开始到结束呢就还有两个状态•新建–从一无所有创建一个进程，进入就绪状态。

•结束–进程活动完成（正常结束、异常结束）。

另外还有就是常说的挂起状态：进程不再占用内存空间了•就绪挂起–进程在硬盘上，除了CPU之外的资源准备好了，只要加载进内存立马进入就绪状态。

•阻塞挂起–进程在硬盘上，需要满足某种条件，满足条件后被加载进内存进入就绪状态，没有满足条件被加载进内存则进入阻塞状态。

进程的控制结构上面提到进程有这么些状态，那又是怎么控制的呢？在操作系统中，是用进程控制块（process control block，PCB）数据结构来描述进程的。

系统用PCB来记录进程的外部特征，描述进程的运动变化，是感知进程存在的唯一标志。

操作系统原理与多任务调度操作系统是计算机系统中的核心软件，它负责管理和控制计算机的硬件和软件资源。

操作系统的设计与实现涉及多个方面，其中任务调度是操作系统中的关键概念之一。

在本文中，我们将探讨操作系统的原理以及多任务调度的相关内容。

一、操作系统原理1.1 内核与外壳操作系统主要由内核和外壳两部分组成。

内核是操作系统的核心部分，直接与硬件交互并提供各种基本服务，如进程管理、内存管理等。

而外壳则是用户与操作系统之间的接口，提供了一个用户友好的环境，用户可以通过外壳与操作系统进行交互。

1.2 进程与线程进程是指程序在执行过程中分配和管理资源的基本单位。

每个进程都有独立的地址空间和执行环境，可以同时执行多个进程，彼此之间相互独立。

线程是进程的执行单元，一个进程可以包含多个线程，共享进程的资源。

线程之间的切换开销较小，可以实现更高效的多任务调度。

1.3 内存管理操作系统负责管理计算机的内存资源，包括内存的分配和回收。

常见的内存管理技术包括分页管理、分段管理和虚拟内存管理等。

通过合理管理内存资源，操作系统可以提高计算机系统的运行效率。

1.4 文件系统文件系统是操作系统中用于管理和组织文件存储的一种机制。

它提供了对文件的增删改查等操作，并负责文件的存储和检索。

不同的文件系统有不同的实现方式和特性，如FAT、NTFS等。

二、多任务调度2.1 单任务与多任务在单任务系统中，只能同时执行一个任务，任务按照顺序依次执行。

而在多任务系统中，可以同时执行多个任务，操作系统通过任务调度算法来决定任务的执行顺序。

多任务系统能够提高系统的利用率和响应能力。

2.2 任务调度算法任务调度算法决定了任务在系统中的执行顺序和调度方式。

常见的任务调度算法包括先来先服务（FCFS）、最短作业优先（SJF）、轮转调度（RR）等。

不同的算法适用于不同的应用场景，可以根据实际需求选择合适的算法。

2.3 调度策略调度策略指的是操作系统中对任务调度的具体管理策略。

操作系统的进程管理与调度操作系统是计算机系统中一种非常关键的软件，它负责管理计算机的资源，并为用户提供一个良好的工作环境。

在操作系统中，进程管理与调度是其中一个重要的功能模块。

本文将对操作系统的进程管理与调度进行深入探讨。

一、进程管理进程是计算机中正在运行的程序的实例。

进程管理是指操作系统对进程进行创建、调度、挂起、唤醒、终止等管理操作。

主要包括进程控制块（PCB）的创建和维护、进程状态的转换和切换、进程同步与互斥等内容。

1. 进程控制块（PCB）进程控制块是操作系统管理进程的一种数据结构，用于保存进程的相关信息。

它包括进程的标识符、状态、优先级、程序计数器、寄存器信息、内存分配情况等。

系统通过操作PCB来管理和控制进程的运行。

2. 进程状态转换进程可以处于运行、就绪、阻塞等不同的状态。

当一个进程正在执行时，如果遇到等待某个事件发生的情况，比如用户输入、磁盘读写完成等，它将会被阻塞。

当等待的事件发生后，进程将会从阻塞状态切换回就绪状态，等待CPU调度来执行。

3. 进程同步与互斥为了保证多个进程之间的数据访问安全和正确性，操作系统需要提供进程间的同步与互斥机制。

常用的机制包括信号量、互斥锁、条件变量等。

二、进程调度进程调度是操作系统中的一个核心功能，它决定着进程以何种顺序进入运行态，从而合理利用计算机的资源，提高系统的吞吐量和响应速度。

常见的调度算法有先来先服务（FCFS）、短作业优先（SJF）、轮转调度（RR）和最高响应比优先调度（HRRN）等。

1. 先来先服务调度（FCFS）FCFS调度算法是按照进程到达的先后顺序来进行调度的。

优点是简单直观，公平性好。

但是当一个长作业处于运行状态时，其他短作业需要等待较长时间，容易造成短作业的响应时间较长，不适用于实时环境。

2. 短作业优先调度（SJF）SJF调度算法会优先选择估计运行时间最短的进程进行调度。

它可以最大程度地减少平均等待时间和平均周转时间，但存在一定的不可预测性。

操作系统---进程控制与CPU调度您的姓名： [填空题] *_________________________________您的学号： [填空题] *_________________________________1. 若当前进程因时间片用完而让出处理机时，该进程应转变为（）状态。

[单选题] *就绪(正确答案)等待运行完成2. 最高响应比优先算法的特点是（） [单选题] *有利于短作业但不利于长作业有利于短作业又兼顾到长作业(正确答案)不利于短作业也不利于长作业不利于短作业但有利于长作业3. 在单处理器的多进程系统中，进程什么时候占用处理器和能占用多长时间，取决于（） [单选题] *进程相应的程序段的长度进程总共需要运行时间多少进程自身和进程调度策略(正确答案)进程完成什么功能4. 时间片轮转调度算法是为了（） [单选题] *多个终端都能得到系统的及时响应(正确答案)先来先服务优先级高的进程先使用CPU紧急事件优先处理5. 在基于优先级的可抢占的调度机制中，当系统强制使高优先级任务等待低优先级任务时，会发生（） [单选题] *优先级反转(正确答案)优先级重置系统错误死循环6. 下面关于硬时限（hard deadlines）和软时限（soft deadlines）的描述错误的是（）。

[单选题] *如果错过了硬时限，将会发生严重的后果硬时限是通过硬件实现的，软时限是通过软件实现的(正确答案)如果软时限没有被满足，系统也可以继续运行硬时限可以保证系统的确定性7. 下面的调度算法中那个是公平的（） [单选题] *FCFS 先来先服务SPN 短进程优先RR 轮循(正确答案)SRT8. FCFS调度算法的特点不包括（） [单选题] *简单平均等待时间变化大不会导致I/O和CPU之间的重叠处理(正确答案)花费时间少的任务可能排在花费时间长的任务后面9. CPU调度策略的目标不包括（） [单选题] *减少响应时间提高系统处理单任务的速度(正确答案)减少等待时间增加吞吐量10. 有5个批处理作业(A,B,C,D,E)几乎同时到达一个计算中心,估计运行时间分别为2,4,6,8,10分钟,在使用时间片轮转作法（时间片为2分钟）,作业的平均周转时间为（） [单选题] *18分钟(正确答案)6分钟14分钟22分钟11. 对上下文切换的描述正确的是（） *切换CPU的当前任务到另一个任务(正确答案)不需要保存当前进程在PCB/TCP中的执行上下文需要读取下一个进程的上下文(正确答案)只能读取没有被执行过的进程12. 可以作为进程调度算法的有（）。