"多进程并行调度程序设计及优缺点分析"

需积分: 22 0 下载量 42 浏览量 更新于2024-01-30 收藏 36KB DOCX 举报
本学年设计II的题目要求编写一个进程调度程序,允许多个进程并行执行。具体的进程调度算法是采用最高优先数优先与按时间片轮转调度结合算法。该算法的具体实现逻辑是当一个进程的已占用CPU时间已达到所需要的运行时间后,将撤消该进程;如果一个时间片后进行已占用CPU时间还未达到所需要的运行时间,即进程还需要继续运行,将进行优先数减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会打印一次运行进程、就绪队列、以及各个进程的PCB,以便进行检查。同时,要求构建测试文档Process_Info.txt ,从文档中读出待调度测试进程信息,根据调度算法进行测试,并将调度进程按照顺序存入调度文档dispatch_resule.txt中。在整个设计体会中,要求对该调度算法的优缺点进行总结,并写出设计的体会。 在具体实现该进程调度程序的过程中,我们需要仔细观察设计中的各种现象及出现的问题,分析产生各种现象的原因,并寻找解决问题的办法。报告应至少包括带注释的程序清单、输出的结果及对各种现象的分析意见。 从算法实现的角度来看,最高优先数优先与按时间片轮转调度结合的算法优点在于能够有效提高一些高优先级进程的响应速度和性能,降低了低优先级进程的响应时间。同时,这种算法也相对简单,易于实现。然而,该算法也存在一些缺点。比如,可能出现低优先级进程长时间得不到调度的问题,导致低优先级进程的响应时间较长。此外,如果高优先级进程一直不断地进入系统,低优先级进程甚至有可能一直得不到调度,形成饥饿现象。 实际编写进程调度程序的过程中,我们需要考虑上述算法的优缺点,并尝试寻找解决问题的方法。例如,可以针对低优先级进程长时间得不到调度的问题,可以考虑设置一个最大响应时间限制,超过该限制的低优先级进程将被强制进行调度。另外,对于高优先级进程不断进入系统导致的饥饿现象,可以考虑设置一个时间片的最大使用次数限制,超过该限制的高优先级进程将被强制降低优先级。 总之,设计一个进程调度程序并不是一件简单的事情。需要在深入掌握进程调度的概念原理和实现方法的基础上,认真思考、不断调试,才能够设计出性能较好、稳定可靠的进程调度程序。同时,需要对各种现象进行仔细观察和分析,全面总结算法的优缺点,并在实际的设计体会中加以应用和改进。
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1. 实验目的 调度的实质是操作系统按照某种预定的策略来分配资源。进程调度的目的是分配CPU资源。由于进程调度程序执行的频率很高,因此调度算法的好坏直接影响到操作系统的性能。本实验的目的是编程模拟实现几种常用的进程调度算法,通过对几组进程分别使用不同的调度算法,计算进程的平均周转时间和平均带权周转时间,比较各种算法的性能优劣。 2. 实验原理 [1]. 进程调度算法描述 进程调度算法包括先来先服务调度算法、最短作业时间优先(抢占式和非抢占式)、最高响应比调度算法4种。(每个人必须做FCFS,然后在后面的三种中任选一种,即每个人必须做2种调度算法的模拟。) [2]. 衡量算法性能的参数 计算进程的平均周转时间和平均带权周转时间。 3. 实验内容 (1)编程实现本实验的程序,要求: [1]. 建立进程的进程控制块,进程控制块至少包括: a) 进程名称; b) 进程需要执行时间; c) 进入就绪队列时间; d) 进程执行开始时间 e) 进程执行结束时间 [2]. 编程实现调度算法。 [3]. 进程及相关信息的输入。这些信息可以直接从键盘上输入,也可以从文件读取。 [4]. 时间片与时间流逝的模拟。本实验需要对算法的执行计时,程序应该提供计算时间的方法。一种最简单的方法是使用键盘,比如每敲一次空格代表一个时间片的流逝。另一种方法是使用系统时钟。 [5]. 一组进程序列执行完毕,打印出结果信息。程序需要计算出每个进程的开始执行时间、结束时间、周转时间和带权周转时间,并为整个进程序列计算平均周转时间和平均带权周转时间。程序将计算结果按一定的格式显示在计算机屏幕上或输出到文件中。打印出进程调度顺序图。 [6]. 实现数据在磁盘文件上的存取功能。 (2)对下列就绪进程序列分别使用上面的几种算法进行调度,计算每种算法下的平均周转时间和平均带权周转时间。 进程号 到达时间 要求执行时间 0 0 1 1 1 35 2 2 10 3 3 5 4 6 9 5 7 21 6 9 35 7 11 23 8 12 42 9 13 1 10 14 7 11 20 5 12 23 3 13 24 22 14 25 31