多级反馈队列调度算法 C语言模拟实现 收藏

多级反馈队列调度算法的原理1.多级反馈队列调度算法是一种常见的进程调度算法，旨在平衡系统的吞吐量、响应时间和公平性。

它采用多个队列，每个队列有不同的优先级，进程根据其行为在这些队列之间移动。

本文将详细介绍多级反馈队列调度算法的原理和工作方式。

2. 算法概述多级反馈队列调度算法的核心思想是通过不同优先级的队列来对进程进行调度。

每个队列有不同的时间片大小，高优先级队列的时间片较小，低优先级队列的时间片较大。

当一个进程在当前队列中运行完时间片，它将被移动到下一优先级的队列。

如果一个进程在某个队列运行完时间片后还没有执行完，它将继续在当前队列等待，以便有更多的机会执行。

3. 多级队列结构典型的多级反馈队列调度算法包括多个队列，通常包括三个或更多级别。

每个队列的优先级不同，如高、中、低。

时间片大小逐渐增大，高优先级队列的时间片小于中优先级，中优先级小于低优先级。

4. 调度过程4.1 进程到达当一个新进程到达系统时，它被分配到最高优先级队列。

4.2 运行和时间片耗尽进程在当前队列中运行，如果它的时间片耗尽，它将被移动到下一优先级的队列。

如果进程在当前队列没有完成执行，它将在下一次调度时继续运行。

4.3 优先级提升如果一个进程在低优先级队列等待了很长时间，系统可能会将其提升到高优先级队列，以确保长时间等待的进程有机会获得更多的CPU 时间。

5. 优点5.1 响应时间短由于高优先级队列的时间片较小，进程在高优先级队列中能够更快地执行，因此系统的响应时间相对较短。

5.2 吞吐量高对于短时间运行的进程，能够快速地在高优先级队列中完成执行，有助于提高系统的吞吐量。

5.3 公平性低优先级队列的时间片较大，长时间运行的进程有足够的机会在低优先级队列中执行，增加了系统的公平性。

6. 缺点6.1 管理复杂性多级反馈队列调度算法需要维护多个队列，涉及到队列的调度和进程的迁移，因此管理和实现相对复杂。

6.2 死锁可能如果系统中的进程都是长时间运行的，并且高优先级队列的时间片较小，可能导致低优先级队列中的进程长时间等待，进而引发死锁问题。

立即抢占的多级反馈队列调度算法
多级反馈队列调度算法是一种抢占式的调度算法，它将进程划分为多个队列，并为每个队列分配一个时间片大小。

不同队列的时间片大小逐级递减。

具体的多级反馈队列调度算法包括以下步骤：
1. 初始化：为每个队列设置一个时间片大小，通常情况下，较高级别的队列分配较短的时间片。

2. 将所有进程按照优先级或到达时间加入到第一级别队列中。

3. 从当前队列中选取一个进程执行。

4. 如果该进程运行完，结束并从队列中移除。

5. 如果该进程没有运行完，但时间片已经耗尽，则将该进程移到下一个级别的队列中。

6. 重复步骤3-5，直到所有进程执行完毕。

在多级反馈队列调度算法中，较高级别的队列优先级较高，所以当有高优先级的进程到达时，会抢占正在执行的低优先级进程，确保高优先级进程能够尽快得到执行。

同时，低优先级进程也能够得到执行的机会，不至于被一直阻塞。

通过多级反馈队列调度算法，能够实现较短的响应时间和较高的系统吞吐量，能够更好地满足不同进程的执行需求。

多级反馈队列调度算法：（FB算法）（1）设置多个不同优先级的就绪队列，并赋予各个队列大小不同时间片，使得优先级愈高的队列时间片愈小。

（2）新就绪进程总是先进入第一级（即最高优先级）队列的末尾，并按FIFO原则等待调度；当轮到该进程执行时，如它能在规定时间片内完成，便可准备撤离系统，否则将它转入第二级队列末尾，再同样按FIFO原则等待调度；如果它在第二级队列上运行一个时间片后仍未完成，再依次将它转入第三极队列。

如此下去，当一个长作业从第一级队列降到最后一级队列时，便在该队列中采取时间片轮转方式运行。

（3）系统总是调度第一级队列上的进程执行；仅当第一级队列为空时，才调度第二级队列上的进程执行‘类推之，仅当第1~（i-1）为空时，才调度第i级队列上的进程执行。

多级反馈队列算法可有很多变形，如当处理机正在为第I级队列上的进程服务时，又有新进程进入优先级最高的队列，此时，既可采用立即抢占的方式，将正在执行的进程插入第i级队列的末尾，并将处理机分配给新进程；也可以只按时间片进行抢占，等正在执行的进程时间片用完或它不需要CPU时再进行CPU调度。

例题如下：进程到达和需服务时间进程到达时间服务时间A 0 3B 2 6C 4 4D 6 5E 8 2RR算法中，就绪进程按FIFO方式排列，CPU总是分配给队首的进程，并只能执行一个时间片；FB算法将就绪进程排成多个不同优先权及时间片的队列，就绪进程总是按FIFO方式先进入优先权最高的队列，CPU也总是分配给较高优先权队列上的队首进程，若执行一个时间片仍未完成，则转入下一级队列的末尾，最后一级队列采用时间片轮转方式进行调度。

5101520A B ED C A B ED C A B ED C 05101520RR （q=1)FB （q=2i-1)FB （q=2i-1)立即抢占说明：q=2i-1，其中的i表示是在哪个级的队列上，所以，优先级愈高的队列时间片愈小（原理）（1）q=21-1=1执行A，然后放入到第二级队列末尾（2）q=22-1=2A执行结束此时B已经在2秒时到达，放在第一队列的末尾。

目录一．课程设计的目的 (2)二．课程设计的内容及要求 (2)三．实现原理 (2)四．关键算法实现流程图 (3)4.1 多级反馈队列调度算法实现流程图 (3)4.2 文件详细 (3)五．软件运行环境及限制 (4)六．结果输出及分析 (4)初始界面 (4)6.1 主程序界面 (5)执行界面 (6)执行完成 (7)6.4 其他功能 (8)6.5 算法结果说明 (9)6.6 算法核心代码 (9)七．心得体会 (11)八．参考文献 (11)一．课程设计的目的本课程设计是学生学习完《计算机操作系统(第三版)》课程后，进行的一次全面的综合训练，通过课程设计，让学生更好地掌握操作系统的原理及实现方法,加深对操作系统基础理论和重要算法的理解，加强学生的动手能力。

二．课程设计的内容及要求设计一个虚拟处理机,编程序演示堆积反馈队列调度算法的具体实现过程三．实现原理该程序基于计算机调度算法中的多级反馈队列算法，使用JA V A语言描述，通过线程和对象的调用来实现该算法的演示。

在多级反馈队列算法中，当一个新进程进入内存后，首先将它放入第一队列的末尾，按FCFS原则排队等待调度。

当轮到该进程执行时，如它能在该时间片内完成，变可准备撤离系统；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队列的末尾，在同样地按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后仍未完成，在一次将它放入第三队列，如此下去，当一个长作业(进程)从第一队列依次降到第n队列后，在第n队列中便采取按时间片转轮的方式运行。

仅当第一队列空闲时，调度程序才调度第二队列中的进程运行；仅当第1~(i-1)队列均为空时，才会调度第i队列中的进程运行。

如果处理机正常第i队列中的某个进程服务时，又有新进程进入优先权较高的队列(第1~(i-1)中的任何一个队列)，此时新进程将抢占正在运行进程的处理机，即由调度程序把正在运行的进程返回第i队列的末尾，把处理机分配给新到的高优先权进程。

多级反馈队列调度算法C语言模拟实现多级反馈队列调度算法：1、设置多个就绪队列，并给队列赋予不同的优先级数，第一个最高，依次递减。

2、赋予各个队列中进程执行时间片的大小，优先级越高的队列，时间片越小。

3、当一个新进程进入内存后，首先将其放入一个对列末尾，如果在一个时间片结束时尚未完成，将其转入第二队列末尾。

4、当一个进程从一个对列移至第n个队列后，便在第n个队列中采用时间片轮转执行完。

5、仅当时间片空闲时，才调度第二个队列中的进程。

(1~i-1)空闲时，才调度i，如果处理机正在第i队列中运行，又有新进程进入优先权较高队列，则新进程抢占处理机，将正在运行的进程放入第i队列队尾，将处理机分给新进程。

#include <stdio.h>#include <stdlib.h>#include <string.h>typedef struct node /*进程节点信息*/{char name[20]; /*进程的名字*/int prio; /*进程的优先级*/int round; /*分配CPU的时间片*/int cputime; /*CPU执行时间*/int needtime; /*进程执行所需要的时间*/char state; /*进程的状态，W——就绪态，R——执行态，F——完成态*/int count; /*记录执行的次数*/struct node *next; /*链表指针*/}PCB;typedef struct Queue /*多级就绪队列节点信息*/{PCB *LinkPCB; /*就绪队列中的进程队列指针*/int prio; /*本就绪队列的优先级*/int round; /*本就绪队列所分配的时间片*/struct Queue *next; /*指向下一个就绪队列的链表指针*/}ReadyQueue;PCB *run=NULL,*finish=NULL; /*定义三个队列，就绪队列，执行队列和完成队列*/ReadyQueue *Head = NULL; /*定义第一个就绪队列*/int num; /*进程个数*/int ReadyNum; /*就绪队列个数*/void Output(); /*进程信息输出函数*/void InsertFinish(PCB *in); /*将进程插入到完成队列尾部*/void InsertPrio(ReadyQueue *in); /*创建就绪队列，规定优先数越小，优先级越低*/ void PrioCreate(); /*创建就绪队列输入函数*/void GetFirst(ReadyQueue *queue); /*取得某一个就绪队列中的队头进程*/void InsertLast(PCB *in,ReadyQueue *queue); /*将进程插入到就绪队列尾部*/void ProcessCreate(); /*进程创建函数*/void RoundRun(ReadyQueue *timechip); /*时间片轮转调度算法*/void MultiDispatch(); /*多级调度算法，每次执行一个时间片*/int main(void){PrioCreate(); /*创建就绪队列*/ProcessCreate();/*创建就绪进程队列*/MultiDispatch();/*算法开始*/Output(); /*输出最终的调度序列*/return 0;}void Output() /*进程信息输出函数*/{ReadyQueue *print = Head;PCB *p;printf("进程名\t优先级\t轮数\tcpu时间\t需要时间\t进程状态\t计数器\n");while(print){if(print ->LinkPCB != NULL){p=print ->LinkPCB;while(p){printf("%s\t%d\t%d\t%d\t%d\t\t%c\t\t%d\n",p->name,p->prio,p->round,p->cputime,p->needtime,p->state,p->count);p = p->next;}}print = print->next;}p = finish;while(p!=NULL){printf("%s\t%d\t%d\t%d\t%d\t\t%c\t\t%d\n",p->name,p->prio,p->round,p->cputime,p->needtime,p->state,p->count);p = p->next;}p = run;while(p!=NULL){printf("%s\t%d\t%d\t%d\t%d\t\t%c\t\t%d\n",p->name,p->prio,p->round,p->cputime,p->needtime,p->state,p->count);p = p->next;}}void InsertFinish(PCB *in) /*将进程插入到完成队列尾部*/{PCB *fst;fst = finish;if(finish == NULL){in->next = finish;finish = in;}else{while(fst->next != NULL){fst = fst->next;}in ->next = fst ->next;fst ->next = in;}}void InsertPrio(ReadyQueue *in) /*创建就绪队列，规定优先数越小，优先级越低*/{ReadyQueue *fst,*nxt;fst = nxt = Head;if(Head == NULL) /*如果没有队列，则为第一个元素*/{in->next = Head;Head = in;}else /*查到合适的位置进行插入*/{if(in ->prio >= fst ->prio) /*比第一个还要大，则插入到队头*/{in->next = Head;Head = in;}else{while(fst->next != NULL) /*移动指针查找第一个别它小的元素的位置进行插入*/{nxt = fst;fst = fst->next;}if(fst ->next == NULL) /*已经搜索到队尾，则其优先级数最小，将其插入到队尾即可*/{in ->next = fst ->next;fst ->next = in;}else /*插入到队列中*/{nxt = in;in ->next = fst;}}}}void PrioCreate() /*创建就绪队列输入函数*/{ReadyQueue *tmp;int i;printf("输入就绪队列的个数：\n");scanf("%d",&ReadyNum);printf("输入每个就绪队列的CPU时间片：\n");for(i = 0;i < ReadyNum; i++){if((tmp = (ReadyQueue *)malloc(sizeof(ReadyQueue)))==NULL){perror("malloc");exit(1);}scanf("%d",&(tmp->round)); /*输入此就绪队列中给每个进程所分配的CPU时间片*/tmp ->prio = 50 - tmp->round; /*设置其优先级，时间片越高，其优先级越低*/tmp ->LinkPCB = NULL; /*初始化其连接的进程队列为空*/tmp ->next = NULL;InsertPrio(tmp); /*按照优先级从高到低，建立多个就绪队列*/}}void GetFirst(ReadyQueue *queue) /*取得某一个就绪队列中的队头进程*/{run = queue ->LinkPCB;if(queue ->LinkPCB != NULL){run ->state = 'R';queue ->LinkPCB = queue ->LinkPCB ->next;run ->next = NULL;}}void InsertLast(PCB *in,ReadyQueue *queue) /*将进程插入到就绪队列尾部*/{PCB *fst;fst = queue->LinkPCB;if( queue->LinkPCB == NULL){in->next = queue->LinkPCB;queue->LinkPCB = in;}else{while(fst->next != NULL){fst = fst->next;}in ->next = fst ->next;fst ->next = in;}}void ProcessCreate() /*进程创建函数*/{PCB *tmp;int i;printf("输入进程的个数：\n");scanf("%d",&num);printf("输入进程名字和进程所需时间：\n");for(i = 0;i < num; i++){if((tmp = (PCB *)malloc(sizeof(PCB)))==NULL){perror("malloc");exit(1);}scanf("%s",tmp->name);getchar(); /*吸收回车符号*/scanf("%d",&(tmp->needtime));tmp ->cputime = 0;tmp ->state ='W';tmp ->prio = 50 - tmp->needtime; /*设置其优先级，需要的时间越多，优先级越低*/tmp ->round = Head ->round;tmp ->count = 0;InsertLast(tmp,Head); /*按照优先级从高到低，插入到就绪队列*/ }}void RoundRun(ReadyQueue *timechip) /*时间片轮转调度算法*/{int flag = 1;GetFirst(timechip);while(run != NULL){while(flag){run->count++;run->cputime++;run->needtime--;if(run->needtime == 0) /*进程执行完毕*/{run ->state = 'F';InsertFinish(run);flag = 0;}else if(run->count == timechip ->round)/*时间片用完*/{run->state = 'W';run->count = 0; /*计数器清零，为下次做准备*/InsertLast(run,timechip);flag = 0;}}flag = 1;GetFirst(timechip);}}void MultiDispatch() /*多级调度算法，每次执行一个时间片*/{int flag = 1;int k = 0;ReadyQueue *point;point = Head;GetFirst(point);while(run != NULL){Output();if(Head ->LinkPCB!=NULL)point = Head;while(flag){run->count++;run->cputime++;run->needtime--;if(run->needtime == 0) /*进程执行完毕*/{run ->state = 'F';InsertFinish(run);flag = 0;}else if(run->count == run->round)/*时间片用完*/{run->state = 'W';run->count = 0; /*计数器清零，为下次做准备*/if(point ->next!=NULL){run ->round = point->next ->round;/*设置其时间片是下一个就绪队列的时间片*/InsertLast(run,point->next); /*将进程插入到下一个就绪队列中*/flag = 0;}else{RoundRun(point); /*如果为最后一个就绪队列就调用时间片轮转算法*/break;}}++k;if(k == 3){ProcessCreate();}}flag = 1;if(point ->LinkPCB == NULL)/*就绪队列指针下移*/point =point->next;if(point ->next ==NULL){RoundRun(point);break;}GetFirst(point);}}。

多级反馈队列调度算法多级反馈队列调度算法一实验内容以链式结构组成空闲PCB栈，以双向链式结构组成进程的就绪队列和睡眠队列，模拟UNIX的进程管理程序，实现以下操作（可用键盘命令、命令文件或由产生的随机数决定操作和参数）。

（1）创建一个新进程：如pid=newp（pri，size，time），申请空闲PCB和所需内存，填写PCB的各项初始数据，将该PCB送入就绪队列。

（2）调度和执行：自己设计多级反馈队列调度算法，在就绪队列中选择一个优先级最高的进程，使其运行若干单位时间。

要求在运行期间进程的p_cpu、p_pri和p_time要变化，并在适当的时机重新调度。

（3）进程睡眠：进程运行时可调用自编的睡眠函数，主动进入睡眠状态，并转调度程序。

也可由操作使进程强迫挂起，睡眠适当时间。

进程睡眠时要在PCB中记录睡眠原因和优先数。

（4）进程的唤醒：根据睡眠原因，将相应的进程从睡眠队列中调出，转入就绪队列。

如果该进程优先级比现在运行的优先级高，则转调度程序。

（5）进程的终止：如果一个进程运行完作业所需的时间，该进程就终止，释放所占用的内存和PCB资源，转调度程序。

二、设计思想实现多级犯规队列调度算法，多级调度队列分别高优先级（H或h）队列、中优先级（M或m）队列和低优先级的（L或l）队列。

（1）当一个进程在一次运行中用完了时间片（100单位时间）还未完成任务或没有进入阻塞状态，降低其优先级，进入低一级的调度队列。

（2）进程没用完的时间片，就因为I/O等原因转变为阻塞状态。

等到阻塞原因解除，转变为就绪状态后，仍回到原先队列。

（3）当一个进程正在运行时，在更高的优先级的队列中到来了一个进程，那么高优先级的进程可以抢占当前进程的处理机。

被抢占的进程已运行了一定的时间（但没到达100单位时间），仍留在原先的队列中。

（4）进程在时间片内完成了任务，被撤离系统。

三、函数和算法（1）建议使用的PCB数据结构struct mypcb {char p_pid; //进程标志数char p_pstat; //进程状态void *p_addr; //进程映像在内存中的首址int p_size; //进程映像的长度char p_pri; //进程优先数int p_cpu; //进程当前运行的时间int p_time; //作业运行的（剩余）总时间char p_wchan; //进程睡眠原因struct mypcb *p_next,*p_prior; //进程mypcb的双向链指针};（2）主程序：初始化变量和队列从输入文件中读入进程信息，创建进程打印初始的3个调度队列进程调度主循环首先调度高优先级队列进程IF 有进行苏醒设定当前进程运行一段时间，进程剩余时间减去该时间打印当前进程的信息和将要唤醒的进程在睡眠队列唤醒进程，回到调度主循环IF当前进程满足睡眠条件打印当前进程的信息进程移出调度队列加入睡眠队列，回到调度主循环IF 当前进程不满足睡眠条件IF 进程总剩余时间>100运行并用掉时间片中的剩余时间从高优先级队列中移出，加入中优先级队列ELSE用掉全部剩余时间，从队列中删去其次调度次高优先级队列进程（略）最后调度低优先级队列进程（略）如果3个调度队列和睡眠队列皆空，调度循环终止（3）函数i. int init（）初始化变量、初始化调度队列和睡眠队列ii. int printlist（struct list *List）打印调度队列中的进程和剩余运行时间iii. int gotosleep（struct mypcb *process）根据进程的剩余运行时间p_time,使其运行一段时间，并设置睡眠状态iv. struct proc *wakeup（struct list *List）判断是否有进程苏醒，本程序设计调用5次，唤醒队列首进程v. int wakeup_work（struct mypcb *p，struct list *List）苏醒进程插进原先优先级队列vi. int newp（char pri，int size，int time）根据优先数、进程大小和运行时间的参数创建一个新进程，为新进程分配内存空间,睡眠原因为空，如进入睡眠，状态为‘s’；vii. int addlist（struct list *List，struct mypcb *process）将进程添加到队列的尾部，包括睡眠队列;四、测试与分析程序输入格式为：./sched <输入文件名>输入文件内容为：优先级内存大小分配时间H 1000 301H 1000 200M 1000 203M 1000 200H 1000 100M 1000 102L 1000 200五、总结和思考1、总结自己实验过程中的心得体会；2、思考以下问题：（1）如何用简单的方法模拟I/O中断或其他事件，使进程睡眠若干时间。

多级反馈队列调度算法多级反馈队列调度算法(MFQS)是一种更为智能的作业调度算法，它旨在提高系统的吞吐量和作业完成时间。

它以对多个作业队列赋予优先级的方式来调度作业，使得系统更加高效。

多级反馈队列调度算法(MFQS)，也称为多队列调度算法，是一种实时作业调度算法，其目的是有效地安排操作系统中的作业，以提高作业处理和计算性能。

它依据作业推入到队列的顺序对作业进行调度，通过多级反馈将新作业放入空余的队列中，并将不同的调度策略应用于不同的作业，以提高作业的调度效率，提高服务器的利用率。

多级反馈队列调度算法的主要原理是：用户的不同类型的作业将被分到不同的反馈队列中，每个反馈队列对应一种调度策略，每个反馈队列中的作业可以有一定的优先级，每个反馈队列都有不同的时间片。

新提交的作业会放入队列中，等待服务进程调度处理，当作业完成时，就会被从队列中删除，并释放资源。

三、优点1、调度效率优异：由于采用了反馈策略，可以减少作业之间交叉调度导致的延迟，提高作业处理速度，提高作业完成率和系统的反应速度；2、适用性较强：此算法不仅可用于多处理器系统，还可用于单处理器，不同类型的作业可以使用不同的调度策略；3、灵活性高：MFQS可以自由调整系统调度器运行参数，改变队列优先级，调整调度算法；4、容错性高：此算法采用了反馈机制，因此可以不受系统的实际负载情况的影响，从而增加系统的容错性；5、配置灵活：此算法允许调度程序自动调节时间片的大小，从而使系统的配置更加灵活。

四、缺点1、配置时间较长：需要对系统进行耗时的配置，作业队列的划分和优先级调整等；2、算法复杂：此算法较复杂，需要具备较为丰富的算法知识；3、压缩失效：由于反馈队列每次只调度一个作业，因此调度的效率可能会因太多的空余队列而受到影响，使得调度算法的优势不明显；4、多级调度困难：对于比较复杂的多级反馈队列系统，可能会出现某一种调度算法无法满足要求的情况；5、参数调整繁杂：系统负载变化时，需要根据实际情况重新调整参数，使调度过程更为有效。

多级队列调度方式
及多级反馈队列调度算法
北京交通大学
计算机学院
翟高寿
多级队列调度方式
❑引入的必要性
多操作系统类型配置
批量型作业和交互性作业性质的不同
❑基本思想
作业性质分类排列，不同队列不同调度算法❑队列间关系处理
优先权方式
前/后台比例方式
多级反馈队列调度算法
❑引入的必要性
各类进程调度算法均有一定的局限性
❑基本思想
设置多个就绪队列并赋予各个队列不同优先权
不同队列中进程执行的时间片大小各不相同
先来先服务调度与时间片轮转调度算法相结合
队列间调度准则和抢占式优先权调度
❑算法性能
能较好地满足各种类型用户（终端型作业用户、短批处理作业用户、长批处理作业用户）要求
知行合一，
开拓进取！
多级队列调度方式及多级反馈队列调度算法■。

多级队列调度算法
多级队列调度算法是一种多级反馈队列调度算法，是操作系统中用于
调度进程的一种算法。

该算法将进程划分为多个队列，每个队列有不同的
优先级。

进程首先被放入最高优先级的队列中运行，如果执行时间超过了
一个时间片（时间片是操作系统中用于分配给每个进程的固定时间段），
则将进程移到下一个较低优先级的队列中运行。

这个过程会一直进行下去，直到进程最终在最低优先级的队列中结束。

1.初始化多级队列：根据进程的优先级划分多个队列，并为每个队列
分配一个时间片大小。

2.将就绪队列中的进程按照优先级放入相应的队列中。

3.从最高优先级的队列中选取一个进程执行，如果执行时间超过了一
个时间片，则将进程移到下一个较低优先级的队列中。

4.如果进程在当前队列中执行完毕，则从队列中删除。

5.如果所有队列中都没有进程在执行，则算法结束。

然而，多级队列调度算法也存在一些缺点。

首先，该算法需要事先确
定每个队列的优先级和时间片大小，这对于实际应用中的系统是比较困难的。

其次，由于进程会在不同队列之间移动，会导致上下文切换的开销增加，降低系统的效率。

此外，该算法对于长时间运行的进程可能表现出不
公平性，因为长时间运行的进程会不断移动到较低优先级的队列中，导致
执行时间更长。

综上所述，多级队列调度算法是一种灵活的调度算法，可以根据进程的执行情况动态调整优先级。

然而，在实际应用中需要考虑算法的性能开销和公平性等问题，才能更好地发挥多级队列调度算法的优势。

多级队列调度算法和多级反馈队列调度算法在计算机操作系统中，进程调度是指根据一定的策略从就绪队列中选择一个进程分配CPU时间片，使得多个进程能够合理高效地共享CPU资源。

多级队列调度算法和多级反馈队列调度算法是两种常见的进程调度算法。

本文将分别介绍这两种调度算法的原理和特点。

一、多级队列调度算法多级队列调度算法是一种基于优先级的调度算法，将就绪进程划分为多个队列，每个队列具有不同的优先级，其中优先级高的队列具有更高的调度优先级。

调度器按照优先级从高到低的顺序选择进程执行，同一优先级的进程按照先到先服务的原则进行调度。

多级队列调度算法的主要特点如下：1. 简单高效：多级队列调度算法简单直观，易于实现和理解。

由于进程被划分到不同的队列中，能够更好地满足不同进程的调度需求。

2. 公平性：多级队列调度算法可以根据进程的优先级来确定调度顺序，优先级高的进程能够更早地被执行，提高了进程的响应速度。

3. 适应性：多级队列调度算法可以根据不同进程的调度需求来设置不同的优先级，能够更好地满足不同进程的执行要求。

然而，多级队列调度算法也存在一些问题。

例如，如果某个队列中的进程过多，可能会导致低优先级队列的进程长时间得不到执行，影响系统的整体性能。

为了解决这个问题，引入了多级反馈队列调度算法。

二、多级反馈队列调度算法多级反馈队列调度算法是在多级队列调度算法的基础上进行改进的一种调度算法。

它引入了时间片的概念，并允许进程在不同的队列之间移动。

每个队列具有不同的时间片大小和优先级，当一个进程的时间片用完后，它会被移到下一个优先级更低的队列中。

多级反馈队列调度算法的主要特点如下：1. 公平性：多级反馈队列调度算法兼顾了优先级和时间片的概念，能够更加公平地分配CPU时间片，避免某个队列中的进程长时间得不到执行。

2. 弹性：多级反馈队列调度算法能够根据进程的执行情况灵活地调整进程的优先级和时间片大小，提高系统的响应速度和吞吐量。

多级反馈队列调度算法c语言多级反馈队列调度算法是一种常用的进程调度算法，具有较高的效率和准确性。

其主要思想是将所有进程按照优先级分组，并将每一组形成一个队列，然后按照一定的规则对队列进行调度。

具体实现上，在C语言中可以通过定义结构体和数组来描述进程和优先级队列。

例如：```c// 进程控制块结构体定义typedef struct PCB {int pid; // 进程IDint priority; // 进程优先级int burst_time; // 进程需要执行的时间int remain_time; // 进程剩余执行时间} PCB;// 优先级队列结构体定义typedef struct Queue {PCB arr[100]; // 存储进程控制块的数组int front; // 队列头指针int rear; // 队列尾指针} Queue;// 多级反馈队列调度算法的实现int main() {Queue queue[3]; // 三个优先级队列...}```在初始化时，可以将所有进程根据优先级分别插入到对应的队列中。

然后按照规则对队列进行调度，例如：每次从优先级最高的队列中取出一个进程进行执行，如果其执行时间不足一个时间片，则重新放回原队列；如果执行时间超过一个时间片，则将其放到下一级队列中。

如果某个队列中没有需要执行的进程，则按照优先级顺序从下一级队列中取出一个进程执行。

具体的C语言代码实现如下：```c// 将进程插入优先级队列中void enqueue(Queue *queue, PCB pcb) {queue->arr[queue->rear++] = pcb;}// 从优先级队列中取出一个进程PCB dequeue(Queue *queue) {return queue->arr[queue->front++];}int main() {Queue queue[3]; // 三个优先级队列int time_quantum = 1; // 时间片长度为1// 初始化队列for (int i = 0; i < 3; i++) {queue[i].front = 0;queue[i].rear = 0;}for (int i = 0; i < n; i++) {enqueue(&queue[0], processes[i]); // 将所有进程插入第一级队列中}// 多级反馈队列调度while (1) {int flag = 1; // 判断队列中是否还有需要执行的进程 // 优先级最高的队列中取出一个进程if (queue[0].front < queue[0].rear) {PCB cur = dequeue(&queue[0]);cur.remain_time -= time_quantum;if (cur.remain_time <= 0) {printf("进程%d执行完毕\n", cur.pid);} else {enqueue(&queue[1], cur);}flag = 0;}// 次高优先级队列中取出一个进程if (flag && queue[1].front < queue[1].rear) {PCB cur = dequeue(&queue[1]);cur.remain_time -= time_quantum;if (cur.remain_time <= 0) {printf("进程%d执行完毕\n", cur.pid);} else {enqueue(&queue[2], cur);}flag = 0;}// 最低优先级队列中取出一个进程if (flag && queue[2].front < queue[2].rear) {PCB cur = dequeue(&queue[2]);cur.remain_time -= time_quantum;if (cur.remain_time <= 0) {printf("进程%d执行完毕\n", cur.pid);} else {enqueue(&queue[2], cur); // 仍然插入到该队列 }flag = 0;}if (flag) {break; // 所有队列中均没有需要执行的进程，退出循环}}return 0;}```值得注意的是，在实现过程中还需要对进程的剩余执行时间进行处理，以保证进程可以正确地按照优先级和时间片进行调度和执行。

c语言实现多级反馈队列调度的算法模拟进程的控制目录1. 引言1.1 背景和意义1.2 结构概述1.3 目的2. 多级反馈队列调度算法2.1 基本原理2.2 算法设计思路2.3 算法流程图3. C语言实现模拟进程控制3.1 数据结构定义3.2 进程创建与销毁3.3 进程调度与执行4. 实验结果与分析4.1 实验环境介绍4.2 实验结果展示4.3 结果分析与讨论5. 结论与展望5.1 结论总结5.2 存在问题与改进方向1. 引言1.1 背景和意义在计算机科学领域，进程调度是操作系统中非常重要的一个功能。

它负责决定哪个进程可以使用CPU并以何种顺序执行。

进程调度算法的优劣直接影响了系统的性能和效率。

多级反馈队列调度算法是一种常用的进程调度算法之一，它可以根据进程的类型和优先级将进程划分到不同的队列中，并根据优先级来决定进程的执行顺序。

该算法兼具公平性和高响应时间两个特点，适合应用于多任务环境下。

本文旨在使用C语言实现模拟多级反馈队列调度算法，并通过模拟进程控制过程，探讨其在实际应用中的表现。

通过实验结果与分析，我们将评估该算法在不同场景下的性能指标，并对其中存在问题提出改进方向。

1.2 结构概述本文共分为五个部分组成：•引言：介绍本文撰写目的、研究背景以及多级反馈队列调度算法在进程控制中的重要性。

•多级反馈队列调度算法：详细介绍多级反馈队列调度算法的基本原理、设计思路和算法流程图。

•C语言实现模拟进程控制：描述C语言中如何定义数据结构以及实现进程的创建、销毁以及调度和执行过程。

•实验结果与分析：介绍实验环境并展示实验结果，对结果进行分析和讨论。

•结论与展望：总结本文的研究成果，并提出该算法在应用过程中存在的问题以及改进方向。

通过以上结构安排，我们将全面深入地探讨多级反馈队列调度算法在模拟进程控制中的应用。

1.3 目的本文旨在通过使用C语言实现多级反馈队列调度算法，模拟进程控制过程。

通过对该算法进行分析和实验，目标如下：1.探讨多级反馈队列调度算法在不同场景下的优劣势，并对其性能指标进行评估。

多级反馈队列轮转调度算法多级反馈队列轮转调度算法是一种用于多道程序环境下的进程调度算法。

在该算法中，进程被分为多个级别，每个级别用一个队列来管理进程。

此外，该算法还采用了轮转方式来调度进程，以保证公平性和优先级。

（1）划分多个级别：每个级别对应一个队列，且每个级别的优先级不同。

通常会将多个队列按照优先级由高到低排列，优先级高的队列中进程的CPU执行时间片较短，优先级低的队列中进程的CPU执行时间片较长。

（2）进程的加入：新进程首先被放入最高优先级队列，当它使用完执行时间片后，如果该进程仍需要运行，则将它移到低一级优先级队列，以此类推。

如果进程运行时间过长，即使在优先级最低的队列中也没有被执行，则其可能会被移动回最高优先级队列中等待。

（3）轮转方式调度：在同一优先级队列中，采用轮转方式调度进程。

即进程被分配一个少量时间片，在该时间段内运行，当时间片用完后，被移到队列末尾等待下一次调度。

该队列中其他等待的进程也会按顺序获得相同的时间片。

（4）上下文切换：当一个进程的时间片用完后，调度程序需要进行一次上下文切换，将该进程从CPU中删除，把CPU分配给队列中下一个需要执行的进程。

（5）调整进程优先级：当一个进程在一个队列中运行一段时间后仍未结束，其优先级会被调整为较低的级别，以便能够为其他进程腾出运行时间。

多级反馈队列轮转调度算法的优点在于，它为进程提供了灵活的优先级调度策略，可以适应不同的应用场景。

另外，由于采用了轮转方式，使进程能够公平地获得CPU时间片，而不会出现一些进程一直占用CPU的情况。

但是，该算法也有其缺点，例如需要维护多个队列，会占用大量的系统资源，同时在向下转移进程优先级时，可能会导致进程饿死，即低优先级的进程一直得不到运行的机会。

综上所述，多级反馈队列轮转调度算法在实际应用中需要根据具体情况灵活选择，以达到最优调度效果。