进程调度:时间片与优先级管理

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本文档讨论了基于时间片和优先级的进程调度算法,它涉及了操作系统中核心的概念和实现。首先,定义了一个`PCB`结构体,用于表示进程控制块(Process Control Block),包含了进程名(`pname`)、优先级(`pri`)、运行时间(`runtime`)、等待时间(`waittime`)以及指向其他进程控制块的指针。有两个主要的就绪队列,高优先级队列`Hready`和低优先级队列`Lready`,以及一个全局的等待队列`wait`。 进程调度的关键部分包括以下几个函数: 1. `delay()`:这是一个模拟时间延迟的函数,用于暂停进程执行,可能在实际系统中通过硬件定时器或操作系统提供的API来实现。 2. `proc(struct PCB* running)`:这个函数可能是进程执行的核心,负责将进程放入CPU,如果当前没有运行中的进程,则选择一个就绪队列中优先级最高的进程开始执行。 3. `InsertIntoQueueTail(struct PCB** head, struct PCB* node)`:这是一个辅助函数,用于将进程插入到指定队列的尾部,这里可能指的是就绪队列。 4. `proc_switch()`:这个函数是调度的核心,它检查是否有进程需要切换,如果没有则暂停并等待用户输入。根据`sig`标志判断不同的调度策略,例如当`sig`为0时,选择优先级高的进程运行;当`sig`为1时,进程进入等待状态。 5. `proc_wait()`:这个函数使进程进入等待状态,通常是在某个资源被占用或满足特定条件后调用,然后将其从就绪队列移除并插入到等待队列。 6. `proc_wakeup()`:当资源可用时,唤醒一个处于等待状态的进程,将其从等待队列移到就绪队列。 整个调度过程遵循先来先服务、短进程优先和抢占式调度的原则,同时结合时间片机制,确保公平性。时间片调度是指每个进程分配一段固定的时间片,在该时间内如果进程未完成,会被强制换出,让其他优先级更高的进程执行。这种调度策略有助于提高系统的响应时间和整体效率。 通过main函数中的初始化步骤,创建了多个进程,并将它们按照优先级分配到低优先级队列。程序会不断地在进程调度和用户交互之间循环,直到用户手动停止。这展示了操作系统如何管理并发进程,以及如何在多个进程之间进行动态切换。
2009-05-27 上传
(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 (2)、每次运行你所设计的处理器调度程序之前,为每个进程任意确定它的“要求运行时间”。 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。 (3)、处理器调度总是选择标志单元指示的进程运行。由于本实验是模拟处理器调度的功能,所以,对被选中的进程并不实际启动运行 (4)、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,应把它的状态修改为“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。 (5)、若“就绪”状态的进程队列不为空,则重复上面(4)和(5)的步骤,直到所有进程都成为“结束”状态。 (6)、在所设计的称序中应有显示或打印语句,能显示或打印每次被选中进程的进程名以及运行一次后进称对列的变化。 (7)、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进程的进程名以及进程控制块的动态变化过程。
2018-01-26 上传
编写一个单处理机下的进程调度程序,模拟操作系统对进程的调度。 要求: 1.能够创建指定数量的进程,每个进程由一个进程控制块表示。 2.实现先来先服务调度算法:进程到达时间可由进程创建时间表示。 3.实现短作业优先调度算法:可指定进程要求的运行时间。(说明:对不可剥夺的短作业优先算法,当作业运行时间相等时,优先调度进程号小的进程执行;对可剥夺式的短作业优先算法,即选最短剩余时间的进程进行运行,在剩余时间相同的情况下,选择到达时间早的进程进行运行) 4. 实现时间片轮转调度算法:可指定生成时间片大小。(说明:新进程到来时插入到就绪队列的队尾,当进程P运行完一个时间片时,若同时有进程Q到达,则先在就绪队列队尾插入新到达的进程Q,之后再插入进程P) 5.实现动态优先级调度算法:可指定进程的初始优先级(优先级与优先数成反比,优先级最高为0),优先级改变遵循下列原则:进程在就绪队列中每停留一个时间片,优先级加1,进程每运行一个时间片,优先级减3。(说明:本算法在优先级相同的情况下,选择到达时间早的进程进行运行) 测试用例格式如下: 输入:调度算法    进程号/到达时间/运行时间/优先级/时间片 输出:调度顺序/进程号/开始运行时间/结束运行时间/优先级 其中调度算法选项为:1----先来先服务,2----短作业优先,3----最短剩余时间优先,4----时间片轮转,5----动态优先级