操作系统实验一进程调度模拟算法

时间片轮转调度算法实验时间片轮转调度算法是一种广泛应用于计算机操作系统中的调度算法。

本文将介绍时间片轮转调度算法的基本原理、特点以及实验过程。

一、时间片轮转调度算法的基本原理时间片轮转调度算法是一种基于时间片的调度算法，它将CPU时间分配给多个进程，每个进程都被赋予一个时间片，当时间片用完后，该进程将被挂起，CPU时间将被分配给下一个进程。

被挂起的进程将被放入一个就绪队列中，等待下一轮时间片到来。

二、时间片轮转调度算法的特点1.公平性：时间片轮转调度算法可以保证每个进程都能够得到一定的CPU时间，从而保证了公平性。

2.响应时间快：时间片轮转调度算法可以保证进程的响应时间快，因为每个进程都会被分配一定的CPU时间。

3.适用性广：时间片轮转调度算法适用于多种场景，包括多用户、多任务、实时任务等。

4.实现简单：时间片轮转调度算法的实现比较简单，可以通过一个就绪队列和一个定时器来实现。

三、时间片轮转调度算法的实验过程1.实验环境：本次实验使用了Linux操作系统，编程语言为C++。

2.实验步骤：（1）创建进程：首先需要创建多个进程，并将它们放入就绪队列中。

（2）分配时间片：为了模拟时间片轮转调度算法，需要为每个进程分配一个时间片。

（3）执行进程：按照就绪队列中的顺序，依次执行每个进程，并在执行完一个时间片后，将进程放回就绪队列中。

（4）更新进程状态：根据进程的执行情况，更新进程的状态，包括运行中、就绪、阻塞等。

（5）输出结果：最后，输出每个进程的执行结果，包括进程的状态、执行时间等。

3.实验结果：经过实验，我们发现时间片轮转调度算法可以保证每个进程都能够得到一定的CPU时间，并且响应时间较快。

同时，我们也发现时间片的大小会对进程的执行时间和响应时间产生影响。

如果时间片过小，会导致进程频繁切换，从而降低CPU的利用率；如果时间片过大，会导致进程响应时间过长，影响用户体验。

四、总结时间片轮转调度算法是一种广泛应用于计算机操作系统中的调度算法，具有公平性、响应时间快、适用性广、实现简单等特点。

进程调度算法总结所谓进程，简单来说是计算机中的各种任务，那么计算机如何分配系统资源以供这些任务使⽤呢？此篇博客⽬的就是为⼤家整理⼀下⼏种常见进程调度算法。

进度调度就是按照⼀定的策略，动态地把处理机分配给处于就绪队列的进程，使之执⾏。

常见的进程调度算法：1、先来先服务和短作业（进程）优先调度算法2、⾼优先权优先调度算法3、基于时间⽚的轮转调度算法下⾯细说：1、先来先服务和短作业优先调度算法1.1、先来先服务调度算法这种调度算法由字⾯意思理解很直观，所谓先来先服务，就是谁先来先服务谁。

结合进程，先来先服务调度算法就是对于优先到达就绪队列的进程采取优先服务的策略，直到该进程运⾏结束或发⽣某事件导致阻塞才放弃处理机。

这种调度算法是⼀种最简单的调度算法，适⽤于作业和进程。

当⽤于作业时，先进⼊后备队列的作业先运⾏。

1.2、短作业（进程）优先调度算法短作业（进程）优先调度算法，是对短作业或短进程进⾏得调度算法。

何为短？就是估计运⾏时间短。

该算法从后备队列或就绪队列选择估计运⾏时间较短的作业或进程，将他们调⼊内存运⾏，直到该进程运⾏结束或发⽣某事件导致阻塞才放弃处理机重新进⾏调度。

2、⾼优先权优先调度算法2.1、优先权调度算法上述所说的两种调度算法，过于简单，当系统中有紧急作业或进程，且不满⾜先进队列或运⾏时间短时，这些作业或进程将很难得到资源。

那么对于这些作业或进程，⼜该怎么办呢？因此，⼜有了优先权调度算法，所谓优先权调度算法，顾名思义就是谁的优先权⾼，谁就西安得到资源得以运⾏。

进⼀步将算法分为以下两种：2.1.1、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。

这种调度算法主要⽤于批处理系统中；也可⽤于某些对实时性要求不严的实时系统中。

2.1.2、抢占式优先权算法在这种⽅式下，系统同样是把处理机分配给优先权最⾼的进程，使之执⾏。

操作系统实验之处理机调度实验报告一、实验目的处理机调度是操作系统中的核心功能之一，本次实验的主要目的是通过模拟不同的处理机调度算法，深入理解操作系统对处理机资源的分配和管理策略，比较不同调度算法的性能差异，并观察它们在不同负载情况下的表现。

二、实验环境本次实验使用的操作系统为 Windows 10，编程语言为 Python 38。

实验中使用了 Python 的相关库，如`numpy`、｀matplotlib`等，用于数据生成、计算和图形绘制。

三、实验原理1、先来先服务（FCFS）调度算法先来先服务算法按照作业到达的先后顺序进行调度。

先到达的作业先被服务，直到完成或阻塞，然后再处理下一个到达的作业。

2、短作业优先（SJF）调度算法短作业优先算法选择预计运行时间最短的作业先执行。

这种算法可以有效地减少作业的平均等待时间，但可能导致长作业长时间等待。

3、时间片轮转（RR）调度算法时间片轮转算法将处理机的时间分成固定长度的时间片，每个作业轮流获得一个时间片的处理时间。

当时间片用完后，如果作业还未完成，则将其放入就绪队列的末尾等待下一轮调度。

4、优先级调度算法优先级调度算法为每个作业分配一个优先级，优先级高的作业先被执行。

优先级可以根据作业的性质、紧急程度等因素来确定。

四、实验内容与步骤1、数据生成首先，生成一组模拟的作业，包括作业的到达时间、预计运行时间和优先级等信息。

为了使实验结果更具代表性，生成了不同规模和特征的作业集合。

2、算法实现分别实现了先来先服务、短作业优先、时间片轮转和优先级调度这四种算法。

在实现过程中，严格按照算法的定义和规则进行处理机的分配和调度。

3、性能评估指标定义了以下性能评估指标来比较不同调度算法的效果：平均等待时间：作业在就绪队列中的等待时间的平均值。

平均周转时间：作业从到达系统到完成的时间间隔的平均值。

系统吞吐量：单位时间内完成的作业数量。

4、实验结果分析对每种调度算法进行多次实验，使用不同的作业集合，并记录相应的性能指标数据。

fcfs算法实验报告FCFS算法实验报告一、引言在计算机科学中，进程调度是操作系统中非常重要的一部分。

进程调度算法的选择直接影响着系统的性能和效率。

本实验旨在研究和探究先来先服务（First-Come, First-Served，简称FCFS）算法在进程调度中的应用和效果。

二、实验目的1. 了解FCFS算法的原理和特点；2. 理解进程调度算法的作用和意义；3. 掌握实现FCFS算法的方法和技巧；4. 分析和评估FCFS算法在不同情况下的性能表现。

三、实验过程1. 实验环境搭建在实验开始之前，我们首先搭建了一个基于Linux操作系统的实验环境。

通过使用虚拟机软件，我们创建了多个虚拟机实例，模拟了多个进程同时运行的场景。

2. 实验设计为了模拟真实的进程调度情况，我们设计了一个包含多个进程的任务队列。

每个进程都具有不同的运行时间和优先级。

通过模拟进程的运行和调度过程，我们可以观察到FCFS算法在不同进程情况下的表现。

3. 实验实施我们编写了一段程序，用于模拟进程调度过程。

程序首先创建了一个任务队列，并按照FCFS算法的规则将进程按照到达时间的先后顺序加入队列。

然后，程序模拟了进程的运行过程，记录了每个进程的到达时间、开始时间、结束时间和周转时间等信息。

4. 实验结果分析通过对实验结果的分析，我们得出了以下结论：- FCFS算法的特点是简单、公平，按照进程到达的先后顺序进行调度；- 当任务队列中的进程运行时间相差不大时，FCFS算法能够保证每个进程都有机会运行，但可能会导致平均等待时间较长；- 当任务队列中的进程运行时间差异较大时，FCFS算法可能会导致长作业时间（长进程等待时间），影响系统的响应速度。

四、实验总结通过本次实验，我们对FCFS算法在进程调度中的应用和效果有了更深入的了解。

FCFS算法的简单性和公平性使其成为了操作系统中最基本的调度算法之一。

然而，FCFS算法也存在一些缺点，如长作业时间和平均等待时间较长等。

操作系统有哪些主要调度算法操作系统调度算法一、磁盘调度1.先来先服务fcfs：是按请求访问者的先后次序启动磁盘驱动器，而不考虑它们要访问的物理位置2.最短一般说来时间优先sstf：使距当前磁道最近的命令访问者启动磁盘驱动器，即是使查找时间最短的那个作业先继续执行，而不考量命令访问者到来的先后次序，这样就消除了先来先服务调度算法中磁臂移动过小的问题3.扫描算法scan或电梯调度算法：总是从磁臂当前位置开始，沿磁臂的移动方向去选择离当前磁臂最近的那个柱面的访问者。

如果沿磁臂的方向无请求访问时，就改变磁臂的移动方向。

在这种调度方法下磁臂的移动类似于电梯的调度，所以它也称为电梯调度算法。

4.循环读取算法cscan：循环读取调度算法就是在读取算法的基础上改良的。

磁臂改成单项移动，由外向里。

当前边线已经开始沿磁臂的移动方向回去挑选距当前磁臂最近的哪个柱面的访问者。

如果沿磁臂的方向并无命令出访时，再返回最外，出访柱面号最轻的作业命令。

操作系统调度算法二、进程调度算法1.先进先出算法fifo：按照进程步入准备就绪队列的先后次序去挑选。

即为每当步入进程调度，总是把准备就绪队列的队首进程资金投入运转。

2.时间片轮转算法rr：分时系统的一种调度算法。

轮转的基本思想是，将cpu的处理时间划分成一个个的时间片，就绪队列中的进程轮流运行一个时间片。

当时间片结束时，就强迫进程让出cpu，该进程进入就绪队列，等待下一次调度，同时，进程调度又去选择就绪队列中的一个进程，分配给它一个时间片，以投入运行。

3.最低优先级算法hpf：进程调度每次将处理机分配给具备最低优先级的准备就绪进程。

最低优先级算法可以与相同的cpu方式融合构成可以抢占市场式最低优先级算法和不容抢占市场式最低优先级算法。

4.多级队列反馈法：几种调度算法的结合形式多级队列方式。

操作系统调度算法三、常用的批处理作业调度算法1.先来先服务调度算法fcfs:就是按照各个作业进入系统的自然次序来调度作业。

时间片轮转法完成进程调度【实验目的】（1）加深对进程的理解（2）理解进程控制块的结构（3）理解进程运行的并发性（4）掌握时间片轮转法进程调度算法【实验内容】（1）建立进程控制块（2）设计三个链队列.分别表示运行队列、就绪队列和完成队列（3）用户输入进程标识符以及进程所需的时间.申请空间存放进程PCB信息。

（4）每一个时间片结束输出各进程的进程号.CPU时间（即已经占用的CPU时间）.所需时间（即还需要的CPU时间）.以及状态（即用W表示等待.R表示运行.F表示完成）【程序代码】#include "stdio.h"#include"stdlib.h"struct PCB{int pid; //进程标识符int rr; //已运行时间int time; //进程要求运行时间char sta; //进程的状态struct PCB *next; //链接指针};struct PCB pcb1,pcb2,pcb3,pcb4,pcb5,*tail,*head,*rp;init(){int i,time;pcb1.pid = 1;pcb2.pid = 2;pcb3.pid = 3;pcb4.pid = 4;pcb5.pid = 5;pcb1.rr =pcb2.rr =pcb3.rr =pcb4.rr =pcb5.rr = 0;pcb1.sta = pcb2.sta = pcb3.sta = pcb4.sta = pcb5.sta = 'w'; printf("请输入时间片p1需要运行的时间:");scanf("%d",&time);pcb1.time = time;printf("请输入时间片p2需要运行的时间:");scanf("%d",&time);pcb2.time = time;printf("请输入时间片p3需要运行的时间:");scanf("%d",&time);pcb3.time = time;printf("请输入时间片p4需要运行的时间:");scanf("%d",&time);pcb4.time = time;printf("请输入时间片p5需要运行的时间:");scanf("%d",&time);pcb5.time = time;pcb1.next=&pcb2;pcb2.next=&pcb3;pcb3.next=&pcb4;pcb4.next=&pcb5;pcb5.next=&pcb1;head = &pcb1;tail = &pcb5;}void printf1(){printf("+---------------|---------------|---------------|---------------+\n");printf("|\tpid\t|\trr\t|\ttime\t|\tSTA\t|\n");printf("|---------------|---------------|---------------|---------------|\n");}printf2(){printf("processes p%d running\n",head->pid);printf1();printf("|\t%d\t|\t%d\t|\t%d\t|\t%c\t|\n",head->pid,head->rr,head->time,head->sta);printf("|---------------|---------------|---------------|---------------|\n");rp=head;while(rp!=tail){rp=rp->next;printf("|\t%d\t|\t%d\t|\t%d\t|\t%c\t|\n",rp->pid,rp->rr,rp->time,rp->sta);printf("|---------------|---------------|---------------|---------------|\n");}}operation(){int flag=1;while (flag<=5){head->rr ++;if ((head->rr==head->time)||(head->time==0)){tail->sta='w';head->sta='f';printf2();head=head->next;tail->next=head;flag++;}else{tail->sta='w';head->sta='r';printf2();tail=head;head=head->next;}}}void main(){init(); //初始化printf("this is the begin state :\n"); printf2(); //显示初始状态operation(); //运行}【结果截图】。

操作系统中的调度算法分析操作系统是计算机系统中最为重要的组成部分之一，它负责管理计算机系统的资源，包括硬件和软件资源，并且为其它应用程序提供支持和服务。

在操作系统中，调度算法是其中非常重要的一部分，对于它的优化和改进有着非常重要的意义。

本文将按照类别对操作系统中的调度算法进行详细分析，包括批处理系统中的调度算法、交互式系统中的调度算法、实时系统中的调度算法，以及多处理器系统中的调度算法。

一、批处理系统中的调度算法批处理系统是指能够自动地运行一批作业的操作系统，它是在没有任何人的干预下完成作业的自动化系统。

在批处理系统中的调度算法，其主要目的是使各作业的吞吐率最大，并且减少响应时间和等待时间。

在批处理系统中的调度算法包括先来先服务（FCFS）算法、短进程优先（SJF）算法、最高响应比优先（HRRN）算法等。

1、先来先服务（FCFS）算法先来先服务算法，也称为先到先服务算法，是最简单的一种调度算法。

它的作用是按照进程的到达时间的先后顺序进行服务，先到达的进程先得到服务，后到达的进程则必须等待前面进程的服务结束才能够被执行。

优点是公平、简单，缺点是会导致长作业等待时间长，短作业等待时间短。

2、短进程优先（SJF）算法短进程优先算法，是按照进程的执行时间长度来排序，执行时间越短的进程优先得到服务，它可以使得等待时间总和最小，从而提高系统的吞吐率。

但是，如果遇到长作业，则会导致短作业等待时间过长。

3、最高响应比优先（HRRN）算法最高响应比优先算法，则是综合考虑前两种算法的优点而得到的一种调度算法，它会计算出每个进程的响应比，并且选择响应比最高的进程进行执行。

响应比的计算公式是：响应比 = (等待时间 + 执行时间) / 执行时间该算法可以最大限度地减少等待时间，并且适用于长作业与短作业的服务。

二、交互式系统中的调度算法相比于批处理系统，交互式系统强调用户体验，需要快速响应用户的指令请求。

因此，交互式系统中的调度算法，其主要目的是降低响应时间，尽可能快地处理用户的请求。

计算机操作系统实验报告一、实验目的本次计算机操作系统实验旨在深入了解计算机操作系统的工作原理和核心功能，通过实际操作和观察，增强对操作系统的认知和理解，提高解决实际问题的能力。

二、实验环境本次实验在以下环境中进行：操作系统：Windows 10开发工具：Visual Studio 2019硬件配置：Intel Core i5 处理器，8GB 内存，512GB 固态硬盘三、实验内容与步骤（一）进程管理实验1、创建进程使用 C+＋语言编写程序，通过调用系统函数创建新的进程。

在程序中，设置不同的参数和条件，观察进程的创建过程和资源分配情况。

2、进程调度编写模拟进程调度的程序，实现不同的调度算法，如先来先服务（FCFS）、短作业优先（SJF）、时间片轮转（RR）等。

通过改变进程的到达时间、执行时间和优先级等参数，观察不同调度算法对系统性能的影响。

3、进程同步与互斥使用信号量和互斥锁等机制实现进程之间的同步与互斥。

编写多进程程序，模拟生产者消费者问题、读者写者问题等经典的同步互斥场景，观察程序的运行结果，分析同步互斥机制的有效性和性能。

（二）内存管理实验1、内存分配实现不同的内存分配算法，如首次适应算法、最佳适应算法和最坏适应算法。

通过模拟内存请求和释放的过程，观察不同算法下内存的使用情况和碎片产生的情况。

2、虚拟内存配置系统的虚拟内存设置，观察虚拟内存的工作原理。

编写程序访问超过物理内存大小的数据，观察系统如何利用虚拟内存进行数据交换和页面置换。

3、内存保护设置内存访问权限，编写程序尝试越界访问内存，观察系统的保护机制如何防止非法访问和错误操作。

（三）文件系统实验1、文件操作使用系统提供的文件操作接口，进行文件的创建、读写、删除等操作。

观察文件在磁盘上的存储方式和文件系统的目录结构。

2、文件权限管理设置文件的访问权限，包括读取、写入、执行等权限。

通过不同用户身份访问文件，观察权限管理的效果和安全性。

3、磁盘调度实现不同的磁盘调度算法，如先来先服务（FCFS）、最短寻道时间优先（SSTF）、扫描算法（SCAN）等。

操作系统典型调度算法在操作系统中存在多种调度算法，下⾯介绍⼏种常⽤的调度算法。

先来先服务(FCFS)调度算法FCFS调度算法是⼀种最简单的调度算法，FCFS调度算法每次从就绪队列中选择最先进⼊该队列的进程，将处理机分配给它，使之投⼊运⾏，直到完成或因某种原因⽽阻塞时才释放处理机。

下⾯通过⼀个实例来说明FCFS调度算法的性能。

假设系统中有4个作业，它们的提交时间分别是8、8.4、8.8、9，运⾏时间依次是2、1、0.5、0.2，系统⾤⽤FCFS调度算法，这组作业的平均等待时间、平均周转时间和平均带权周转时间见表2-3。

表2-3 FCFS调度算法的性能作业号提交时间运⾏时间开始时间等待时间完成时间周转时间带权周转时间18280102128.4110 1.611 2.6 2.638.80.511 2.211.5 2.7 5.4490.211.5 2.511.7 2.713.5平均等待时间 t = (0+1.6+2.2+2.5)/4=1.575平均周转时间 T = (2+2.6+2.7+2.7)/4=2.5平均带权周转时间 W = (1+2.6+5.牡13.5)/4=5.625FCFS调度算法属于不可剥夺算法。

从表⾯上看，它对所有作业都是公平的，但若⼀个长作业先到达系统，就会使后⾯许多短作业等待很长时间，因此它不能作为分时系统和实时系统的主要调度策略。

但它常被结合在其他调度策略中使⽤。

例如，在使⽤优先级作为调度策略的系统中，往往对多个具有相同优先级的进程按FCFS原则处理。

FCFS调度算法的特点是算法简单，但效率低；对长作业⽐较有利，但对短作业不利（相对SJF和⾼响应⽐）；有利于CPU繁忙型作业，⽽不利于I/O繁忙型作业。

短作业优先(SJF)调度算法短作业（进程）优先调度算法是指对短作业（进程）优先调度的算法。

短作业优先(SJF)调度算法是从后备队列中选择⼀个或若⼲个估计运⾏时间最短的作业，将它们调⼊内存运⾏。