进程调度
实验一、进程调度实验报告
实验一、进程调度实验报告一、实验目的进程调度是操作系统中的核心功能之一，其目的是合理地分配 CPU 资源给各个进程，以提高系统的整体性能和资源利用率。
通过本次实验，我们旨在深入理解进程调度的原理和算法，掌握进程状态的转换，观察不同调度策略对系统性能的影响，并通过实际编程实现来提高我们的编程能力和对操作系统概念的理解。
二、实验环境本次实验使用的操作系统为 Windows 10，编程语言为 C+＋，开发工具为 Visual Studio 2019。
三、实验原理1、进程状态进程在其生命周期中会经历不同的状态，包括就绪态、运行态和阻塞态。
就绪态表示进程已经准备好执行，只等待 CPU 分配；运行态表示进程正在 CPU 上执行；阻塞态表示进程由于等待某个事件（如 I/O操作完成）而暂时无法执行。
2、调度算法常见的进程调度算法有先来先服务（FCFS）、短作业优先（SJF）、时间片轮转（RR）等。
先来先服务算法按照进程到达的先后顺序进行调度。
短作业优先算法优先调度执行时间短的进程。
时间片轮转算法将 CPU 时间划分成固定大小的时间片，每个进程轮流获得一个时间片执行。
四、实验内容1、设计并实现一个简单的进程调度模拟器定义进程结构体，包含进程 ID、到达时间、执行时间、剩余时间等信息。
实现进程的创建、插入、删除等操作。
实现不同的调度算法。
2、对不同调度算法进行性能测试生成一组具有不同到达时间和执行时间的进程。
分别采用先来先服务、短作业优先和时间片轮转算法进行调度。
记录每个算法下的平均周转时间、平均等待时间等性能指标。
五、实验步骤1、进程结构体的定义｀｀｀c+＋struct Process ｛int pid;int arrivalTime;int executionTime;int remainingTime;int finishTime;int waitingTime;int turnaroundTime;｝；｀｀｀2、进程创建函数｀｀｀c+＋void createProcess(Process processes, int& numProcesses, int pid, int arrivalTime, int executionTime) ｛processesnumProcessespid ＝ pid;processesnumProcessesarrivalTime ＝ arrivalTime;processesnumProcessesexecutionTime ＝ executionTime;processesnumProcessesremainingTime ＝ executionTime;numProcesses+＋；｝｀｀｀3、先来先服务调度算法实现｀｀｀c+＋void fcfsScheduling(Process processes, int numProcesses) ｛int currentTime ＝ 0;for （int i ＝ 0; i ＜ numProcesses; i+＋）｛if （currentTime ＜ processesiarrivalTime) ｛currentTime ＝ processesiarrivalTime;｝processesistartTime ＝ currentTime;currentTime ＋＝ processesiexecutionTime;processesifinishTime ＝ currentTime;processesiwaitingTime ＝ processesistartTime processesiarrivalTime;processesiturnaroundTime ＝ processesifinishTime processesiarrivalTime;｝｝｀｀｀4、短作业优先调度算法实现｀｀｀c+＋void sjfScheduling(Process processes, int numProcesses) ｛int currentTime ＝ 0;int minExecutionTime, selectedProcess;bool found;while （true) ｛found ＝ false;minExecutionTime ＝ INT_MAX;selectedProcess ＝－1;for （int i ＝ 0; i ＜ numProcesses; i+＋）｛if （processesiarrivalTime ＜＝ currentTime ＆＆processesiremainingTime ＜ minExecutionTime ＆＆processesiremainingTime ＞ 0) ｛found ＝ true;minExecutionTime ＝ processesiremainingTime;selectedProcess ＝ i;｝｝if （！found) ｛break;｝processesselectedProcessstartTime ＝ currentTime;currentTime ＋＝ processesselectedProcessremainingTime;processesselectedProcessfinishTime ＝ currentTime;processesselectedProcesswaitingTime ＝processesselectedProcessstartTime processesselectedProcessarrivalTime;processesselectedProcessturnaroundTime ＝processesselectedProcessfinishTime processesselectedProcessarrivalTime;processesselectedProcessremainingTime ＝ 0;｝｝｀｀｀5、时间片轮转调度算法实现｀｀｀c+＋void rrScheduling(Process processes, int numProcesses, int timeSlice) ｛int currentTime ＝ 0;Queue<int> readyQueue;for （int i ＝ 0; i ＜ numProcesses; i+＋）｛readyQueueenqueue(i)；｝while （！readyQueueisEmpty(））｛int currentProcess ＝ readyQueuedequeue(）；if （processescurrentProcessarrivalTime ＞ currentTime) ｛currentTime ＝ processescurrentProcessarrivalTime;｝if （processescurrentProcessremainingTime ＜＝ timeSlice) ｛currentTime ＋＝ processescurrentProcessremainingTime;processescurrentProcessfinishTime ＝ currentTime;processescurrentProcesswaitingTime ＝processescurrentProcessstartTime processescurrentProcessarrivalTime;processescurrentProcessturnaroundTime ＝processescurrentProcessfinishTime processescurrentProcessarrivalTime;processescurrentProcessremainingTime ＝ 0;｝ else ｛currentTime ＋＝ timeSlice;processescurrentProcessremainingTime ＝ timeSlice;readyQueueenqueue(currentProcess)；｝｝｝｀｀｀6、性能指标计算函数｀｀｀c+＋void calculatePerformanceMetrics(Process processes, int numProcesses, double& averageWaitingTime, double& averageTurnaroundTime) ｛double totalWaitingTime ＝ 0, totalTurnaroundTime ＝ 0;for （int i ＝ 0; i ＜ numProcesses; i+＋）｛totalWaitingTime ＋＝ processesiwaitingTime;totalTurnaroundTime ＋＝ processesiturnaroundTime;｝averageWaitingTime ＝ totalWaitingTime ／ numProcesses; averageTurnaroundTime ＝ totalTurnaroundTime ／ numProcesses;｝｀｀｀7、主函数｀｀｀c+＋int main(）｛Process processes100;int numProcesses ＝ 0;／／创建进程createProcess(processes, numProcesses, 1, 0, 5)；createProcess(processes, numProcesses, 2, 1, 3)；createProcess(processes, numProcesses, 3, 2, 4)；createProcess(processes, numProcesses, 4, 3, 2)；／／先来先服务调度fcfsScheduling(processes, numProcesses)；double fcfsAverageWaitingTime, fcfsAverageTurnaroundTime;calculatePerformanceMetrics(processes, numProcesses, fcfsAverageWaitingTime, fcfsAverageTurnaroundTime)；cout ＜＜＂先来先服务调度的平均等待时间：＂＜＜fcfsAverageWaitingTime ＜＜ endl;cout ＜＜＂先来先服务调度的平均周转时间：＂＜＜fcfsAverageTurnaroundTime ＜＜ endl;／／短作业优先调度sjfScheduling(processes, numProcesses)；double sjfAverageWaitingTime, sjfAverageTurnaroundTime;calculatePerformanceMetrics(processes, numProcesses, sjfAverageWaitingTime, sjfAverageTurnaroundTime)；cout ＜＜＂短作业优先调度的平均等待时间：＂＜＜sjfAverageWaitingTime ＜＜ endl;cout ＜＜＂短作业优先调度的平均周转时间：＂＜＜sjfAverageTurnaroundTime ＜＜ endl;／／时间片轮转调度（时间片为 2）rrScheduling(processes, numProcesses, 2)；double rrAverageWaitingTime, rrAverageTurnaroundTime;calculatePerformanceMetrics(processes, numProcesses, rrAverageWaitingTime, rrAverageTurnaroundTime)；cout ＜＜＂时间片轮转调度（时间片为 2）的平均等待时间：＂＜＜ rrAverageWaitingTime ＜＜ endl;cout ＜＜＂时间片轮转调度（时间片为 2）的平均周转时间：＂＜＜ rrAverageTurnaroundTime ＜＜ endl;return 0;｝｀｀｀六、实验结果与分析1、先来先服务调度平均等待时间：40平均周转时间：85分析：先来先服务调度算法简单直观，但对于短作业可能会造成较长的等待时间，导致平均等待时间和平均周转时间较长。
进程调度概念
进程调度概念进程调度是操作系统中的一个重要概念，它涉及到如何合理分配和管理计算机资源，确保各个进程能够公平、高效地执行。
进程调度涉及到许多算法和策略，旨在提高系统的运行效率和响应时间。
本文将探讨进程调度的概念及其在操作系统中的应用。
概念解析进程调度是操作系统中的一个核心概念，它可以理解为操作系统对正在运行的进程进行优先级排列和调度执行的过程。
在单处理器系统中，进程调度决定了哪个进程将拥有处理器的执行权。
在多处理器系统中，进程调度还可以决定将哪些进程分配到哪个处理器上执行。
进程调度的目标进程调度的主要目标是提高系统的吞吐量和响应时间。
吞吐量表示单位时间内可以完成的任务数量，响应时间则表示从请求发出到系统给出响应所需要的时间。
为了实现这些目标，进程调度需要考虑多个因素，如进程的优先级、执行的时间片、进程等待时间等。
进程调度算法在实际应用中，有许多进程调度算法被广泛应用。
其中最早、最原始的是先来先服务（FCFS）调度算法，即根据进程到达的先后顺序进行调度。
这种算法简单直观，但存在“作业饥饿”问题，即后到达的长作业会导致前面的短作业等待时间过长。
为了解决FCFS算法的问题，人们提出了短作业优先（SJF）调度算法，即优先调度执行预计执行时间较短的进程。
这种算法可以最大限度地减少平均等待时间，提高系统的响应速度。
另外，还有时间片轮转（RR）调度算法，它将处理器的执行时间划分为固定长度的时间片，每个进程在一个时间片内执行，时间片过后，执行权交给下一个进程。
这种算法适合在多任务环境下使用，能够公平地分配处理器的执行时间。
还有其他一些调度算法，如最高响应比优先（HRRN）调度算法、多级反馈队列调度算法等。
这些算法根据不同的场景和需求，选择合适的优化策略，以提高系统的性能和效率。
进程调度的应用进程调度不仅仅在操作系统中发挥作用，在其他领域也有广泛的应用。
例如，工业自动化中的分布式控制系统，需要合理调度各个子系统之间的通信和任务执行，以实现高效的生产过程。
进程调度
Linux调度程序提高交互式程序的优先级，让它们运行更频繁。因此， 调度程序提供较长的默认时间片给交互式程序。此外，调度程序还能根 据进程的优先级动态调整分配给它的时间片，从而保证了优先级高的进 程，执行的频率高，执行时间长。通过动态掉正优先级和时间片的长度 机制，Linux调度性能不但非常稳定而且也很强健。
计算优先级和时间片
进程拥有一个初始的nice值(优先级)，范围是-20~19，默认 是0，进程task_struct的static_prio域存放这个值，因为它 从一开始由用户指定，不能修改，所以是静态优先级。 调度程序用到的动态优先级存放在prio域里，动态优先级 是通过一个关于静态和进程交互性的函数关系计算而来。 effective_prio()函数返回一个进程的动态优先级。 调度程序通过一些推断来获取准确反映进程时I/O消耗型还 是处理器消耗型。 为了支持这种推断，Linux记录了一个进程用于休眠和用于 执行的时间。该值存放在task_struct的sleep_avg域中，范 围是从0到MAX_SLEEP_AVG。默认值是10毫秒， sleep_avg会根据它的休眠时间的长短而增长，直到最大值 为止，进程没运行一个节拍，sleep_avg就相应减少，直到 0为止。
可运行队列
调度程序中最基本的数据结构是运行队列。 可执行队列定义于kernel/sched.c中，由结构runqueue 表示，可执行队列是给定处理器上可执行进程的链表 ，每个处理器一个。每一个可投入运行的进程都惟一 的归属于一个可执行队列。此外，可执行队列中还包 含每个处理器的调度信息。因此，可执行队列是每一 个处理器最重要的数据结构。
重新计算时间片
操作系统在所有的进程的时间片都用完时，会重新计 算每个进程的时间片。 典型的实现是循环访问每个进程： for(系统中的每个人物){ 重新计算优先级 重新计算时间片 }
操作系统原理第五章处理器调度
2)正文段（共享正文段 ） 它是进程执行程序的一部分，可为多个进程共 享执行，作为正文段的程序必须是可重入的。
3)数据段 包括：正文段程序的处理对象－－数据、进程 执 行 程 序 （ 私 有 ） 及 数 据 和 ppda( 进 程 数 据 区）。
4) 用户栈
2、UNIX进程树
0进程：系统初启时由系统初启程 序建立，完成系统初启的相应工 作后，创建1进程；然后的工作有 两项，其一是进程交换（进程图 象的管理）；其二是进程切换 （进程调度）。
1 进程：为系统的每个联机终端 创建一个终端进程，然后就做托 管工作。
2、3、…、n、n+1进程：终端进 程，执行程序是shell，该进程执 行是接受和执行用户键入的shell 命令，或shell命令程序。
用户创建的进程：用户的shell命 令或shell程序所创建的进程；用 户在其程序中创建的进程。
三、进程调度
操作系统为了对进程进行有效的监控， 需要维护一些与进程相关的数据结构， 记录所有进程的运行情况，并在进程让 出处理器或调度程序剥夺处于运行状态 的进程占用的处理器时，选择适当的进 程分配处理器，完成上下文的切换。我 们把操作系统内核中完成这些功能的部 分称为进程调度。
1、进程调度的功能 1）记录系统中所有进程的执行情况 PCB 2）选择占有处理器的进程 3）进行进程上下文的切换 2、进程调度的方式 1）非剥夺调度方式 2）剥夺调度方式
p_flag中的SLOAD为1，表示该进程图象在 内存，否则不在内存。
(四）创建状态
父进程创建子进程时所处的状态，目的 是保证子进程能完全复制父进程的图象。
在UNIX系统中，父进程创建一个子进程 时，子进程要复制父进程的全部的进程 图象（除proc结构外），当有内存空间 时，能很快完成复制工作，但若无内存 空间时，就要在交换区中建立子进程图 象的复本，这时父进程将自己置为创建 状态，以保证自己的图象不被调出内存。
进程的调度实验报告(3篇)
第1篇一、实验目的通过本次实验，加深对操作系统进程调度原理的理解，掌握先来先服务（FCFS）、时间片轮转（RR）和动态优先级（DP）三种常见调度算法的实现，并能够分析这些算法的优缺点，提高程序设计能力。
二、实验环境- 编程语言：C语言- 操作系统：Linux- 编译器：GCC三、实验内容本实验主要实现以下内容：1. 定义进程控制块（PCB）结构体，包含进程名、到达时间、服务时间、优先级、状态等信息。
2. 实现三种调度算法：FCFS、RR和DP。
3. 创建一个进程队列，用于存储所有进程。
4. 实现调度函数，根据所选算法选择下一个执行的进程。
5. 模拟进程执行过程，打印进程执行状态和就绪队列。
四、实验步骤1. 定义PCB结构体：```ctypedef struct PCB {char processName[10];int arrivalTime;int serviceTime;int priority;int usedTime;int state; // 0: 等待，1: 运行，2: 完成} PCB;```2. 创建进程队列：```cPCB processes[MAX_PROCESSES]; // 假设最多有MAX_PROCESSES个进程int processCount = 0; // 实际进程数量```3. 实现三种调度算法：（1）FCFS调度算法：```cvoid fcfsScheduling() {int i, j;for (i = 0; i < processCount; i++) {processes[i].state = 1; // 设置为运行状态printf("正在运行进程：%s\n", processes[i].processName); processes[i].usedTime++;if (processes[i].usedTime == processes[i].serviceTime) { processes[i].state = 2; // 设置为完成状态printf("进程：%s 完成\n", processes[i].processName); }for (j = i + 1; j < processCount; j++) {processes[j].arrivalTime--;}}}```（2）RR调度算法：```cvoid rrScheduling() {int i, j, quantum = 1; // 时间片for (i = 0; i < processCount; i++) {processes[i].state = 1; // 设置为运行状态printf("正在运行进程：%s\n", processes[i].processName); processes[i].usedTime++;processes[i].serviceTime--;if (processes[i].serviceTime <= 0) {processes[i].state = 2; // 设置为完成状态printf("进程：%s 完成\n", processes[i].processName); } else {processes[i].arrivalTime++;}for (j = i + 1; j < processCount; j++) {processes[j].arrivalTime--;}}}```（3）DP调度算法：```cvoid dpScheduling() {int i, j, minPriority = MAX_PRIORITY;int minIndex = -1;for (i = 0; i < processCount; i++) {if (processes[i].arrivalTime <= 0 && processes[i].priority < minPriority) {minPriority = processes[i].priority;minIndex = i;}}if (minIndex != -1) {processes[minIndex].state = 1; // 设置为运行状态printf("正在运行进程：%s\n", processes[minIndex].processName);processes[minIndex].usedTime++;processes[minIndex].priority--;processes[minIndex].serviceTime--;if (processes[minIndex].serviceTime <= 0) {processes[minIndex].state = 2; // 设置为完成状态printf("进程：%s 完成\n", processes[minIndex].processName); }}}```4. 模拟进程执行过程：```cvoid simulateProcess() {printf("请选择调度算法（1：FCFS，2：RR，3：DP）：");int choice;scanf("%d", &choice);switch (choice) {case 1:fcfsScheduling();break;case 2:rrScheduling();break;case 3:dpScheduling();break;default:printf("无效的调度算法选择。
进程调度
引起进程调度的主要因素有：（1）一个进程运行完毕。
（2）一个正在运行的进程被阻塞。
（3）在抢占式调度中，一个高优先级的进程被创建。
（4）在抢占式调度中，一个高优先级进程由阻塞唤醒。
（5）在轮转式调度中，正垢进程运行完进程调度的概念无论是在批处理系统还是分时系统中，用户进程数一般都多于处理机数、这将导致它们互相争夺处理机。
另外，系统进程也同样需要使用处理机。
这就要求进程调度程序按一定的策略，动态地把处理机分配给处于就绪队列中的某一个进程，以使之执行。
进程有四个基本属性1.多态性从诞生、运行，直至消灭。
2.多个不同的进程可以包括相同的程序3.三种基本状态它们之间可进行转换4.并发性并发执行的进程轮流占用处理器进程的三种基本状态:1.等待态：等待某个事件的完成；2.就绪态：等待系统分配处理器以便运行；3.运行态：占有处理器正在运行。
运行态→等待态往往是由于等待外设，等待主存等资源分配或等待人工干预而引起的。
等待态→就绪态则是等待的条件已满足，只需分配到处理器后就能运行。
运行态→就绪态不是由于自身原因，而是由外界原因使运行状态的进程让出处理器，这时候就变成就绪态。
例如时间片用完，或有更高优先级的进程来抢占处理器等。
就绪态→运行态系统按某种策略选中就绪队列中的一个进程占用处理器，此时就变成了运行态进程调度的分级高级、中级和低级调度作业从提交开始直到完成，往往要经历下述三级调度：高级调度：(High-Level Scheduling)又称为作业调度，它决定把后备作业调入内存运行；低级调度：(Low-Level Scheduling)又称为进程调度，它决定把就绪队列的某进程获得CPU；中级调度：(Intermediate-Level Scheduling)又称为在虚拟存储器中引入，在内、外存对换区进行进程对换。
进程调度的方式进程调度有以下两种基本方式：非剥夺方式分派程序一旦把处理机分配给某进程后便让它一直运行下去，直到进程完成或发生某事件而阻塞时，才把处理机分配给另一个进程。
第8章 进程调度
Tw(pi) = ∑Ω 。
▪ 显然一个进程的期望等待时间是指一个
进程花在就绪队列中的平均等待服务的 时间。
4
4.0
1
5.0
4
P3
P2
P4
78
12
16
▪平均等待时间 = (0 + 6 + 3 + 7)/4 = 4
强占SJF的实例
▪ 强占SJF调度算法
进程 P1 P2 P3 P4
▪ Gantt 图表如下 ：
到达时间 0.0 2.0 4.0 5.0
需要服务时间 7 4 1 4
P1
P2 P3 P2
P4
时间 0 2
FCFS 和SJF例题
[例8.1]: 试分别计算图8.2(a)和(b)所示的就绪队列中 进程的期望周转时间和期望等待时间。 假定就绪
队列中有4个进程，如下图所示：
进程 服务时间
p0
30
p1
10
p2
40
p3
20
▪ 下面分别计算图8.2(a)和(b)中所示的就绪队列中进程的期望
周转时间和期望等待时间。
列，因为它要求进程的抵达速度和CPU 的运行速度一样快，目前系统还不能长 期这样运行。
8.2 非强占方式调度算法
▪ 非强占调度算法是不强迫一个已经分配到CPU的进
程改变就绪状态。
▪ 在非强占调度算法的系统中不存在从CPU直接返回
到就绪队列的路径。见附图1。
返回就绪队列的路径
就绪队列
┉
调度程序
进程调度的原理和方法
进程调度是操作系统中的重要组成部分，负责决定哪个进程应该在特定时刻获得CPU 的执行权。
其主要目标是提高系统的吞吐量、响应时间和公平性。
以下是进程调度的原理和常见方法：
原理：
时间片轮转：将CPU 时间划分为固定长度的时间片，每个进程按顺序获得一个时间片的执行时间，若未完成则被放回队列尾部。
优先级调度：为每个进程分配一个优先级，优先级高的进程优先获得CPU 的执行权。
最短作业优先：选择下一个预计执行时间最短的进程，以减少平均等待时间。
最高响应比优先：结合作业的执行时间和等待时间，选择具有最高响应比的进程，以提高响应性能。
多级反馈队列：将进程分为多个优先级队列，允许进程在不同队列之间移动，具有灵活性和适应性。
方法：
先来先服务（FCFS）：按照进程到达的顺序进行调度，不考虑执行时间或优先级。
短作业优先（SJF）：选择下一个执行时间最短的进程，以最小化平均等待时间。
最高响应比优先（HRRN）：计算每个进程的响应比，选择具有最高响应比的进程。
轮转调度（RR）：将CPU 时间划分为时间片，每个进程获得一个时间片的执行时间。
最短剩余时间优先（SRTF）：动态选择下一个剩余执行时间最短的进程，以最小化等待时间。
实际上，现代操作系统中常常使用复杂的调度算法，结合多个原理和方法，以实现更高效和公平的进程调度。
此外，调度算法还要考虑因素如进程优先级、进程间通信、I/O等特殊情况，以提供更加灵活和智能的调度策略。
进程调度的概念
进程调度的概念引言进程调度是操作系统中一个重要的概念，它负责决定哪个进程能够占用CPU的时间片。
通过合理的进程调度算法，可以提高系统的资源利用率、响应时间和吞吐量。
本文将详细探讨进程调度的概念、作用、常见的调度算法以及相关的优化技术。
进程调度的作用进程调度是操作系统的核心功能之一，它的作用主要体现在以下几个方面：1.提高系统资源利用率：进程调度器可以根据进程的优先级、执行时间等条件，动态地分配CPU的时间片，以最大化利用系统资源。
2.确保系统响应时间：通过合理的进程调度算法，可以尽量减少进程等待CPU的时间，提高系统的响应速度。
3.提高系统吞吐量：进程调度器可以根据系统的负载情况，调度不同的进程执行，以最大限度地提高系统的吞吐量。
4.保证进程的公平性：进程调度器应该公平地分配CPU时间给所有的进程，避免某些进程长时间霸占CPU而导致其他进程无法执行。
常见的进程调度算法先来先服务调度（FCFS）先来先服务调度算法是一种简单的调度算法，它按照进程到达的顺序来进行调度。
当一个进程到达时，将其放入就绪队列的末尾，并分配CPU时间片给它，直到该进程执行完毕或者被阻塞。
该算法的优点是实现简单，但缺点也明显，因为它无法考虑进程的执行时间和优先级，导致长的进程可能会造成其他进程的等待时间过长，从而降低系统的响应速度。
时间片轮转调度（RR）时间片轮转调度算法是一种基于时间片的调度算法，它将每个进程的执行时间切分为多个时间片，每个进程按照到达的顺序依次执行一个时间片，然后轮转到下一个进程。
时间片轮转调度算法可以保证每个进程都能得到公平的CPU时间片，并且能够提高系统的响应速度。
但是，当一个进程需要执行的时间片较长时，会增加上下文切换的开销，降低系统的吞吐量。
最短作业优先调度（SJF）最短作业优先调度算法是一种根据进程的执行时间来进行调度的算法，它总是选择执行时间最短的进程来执行。
这种算法可以最小化平均等待时间，并提高系统的响应速度。
第3章_进程调度
二、常用的调度方法
1. 先来先服务（FCFS算法） 按照作业提交或进程变为就绪状态的先后次序，分派CPU； 当前作业或进程占用CPU，直到执行完或阻塞，才主动地出让 CPU。
特点：非常简单，易于实现；但对短作业而言，带权周转时 间可能太大。
按FCFS原则的进程调度
进程名 到达时间 服务时间 开始时 间 完成时 间 周转时 间 带权周 转时间
A
B
0
2
3
6
0 3
3 9 13
3
1.00
7
9 12 12
1.17
2.25 2.40 6.00
C
D E
4
6 8
4
5 2
9
13 18
18
20
2.短作业（进程）优先 对执行时间短的作业（进程）优先分派处理机。
特点：
•比FCFS改善了平均周转时间和平均带权周转时间，缩短作业
的等待时间，提高了系统的吞吐量； •对长作业非常不利，可能长时间得不到执行； •难以准确估计作业（进程）的执行时间，从而影响调度性能 按什么标准： 时间？ 什么是短作业？ 以前没有执行过！ 程序长度？
仅当较高优先级的队列为空，才调度较低优先级的队列 中的进程执行。如果进程执行时有新进程进入较高优先级的 队列，则抢先执行新进程，并把被抢先的进程投入原队列的 末尾。
8、公平分享调度策略 1986年Bach提出：按进程组（用户）分配CPU。 以前的做法，按进程分配CPU： A用户：1个进程 ，10%的CPU分额 B用户：6个进程 ，60%的CPU分额 C用户：3个进程 ，30%的CPU分额 现在 ：每个用户都按1/3的比例分配CPU A用户的每个进程，1/3的CPU分额 B用户的每个进程，1/18的CPU分额 C用户的每个进程，1/9的CPU分额
操作系统的调度名词解释
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。
常用的进程调度算法
常用的进程调度算法
常用的进程调度算法有：
1. 先来先服务（FCFS）：按照进程到达的顺序进行调度，先
到达的进程先执行。
2. 短作业优先（SJF）：按照进程执行时间的长短进行调度，
先执行执行时间短的进程。
3. 优先级调度：每个进程都有一个优先级，按照优先级进行调度，优先级高的先执行。
4. 轮转调度（RR）：按照进程到达的顺序进行调度，每个进
程执行一个时间片（时间片大小可以设定），然后进行切换。
5. 多级反馈队列调度：将进程分为多个队列，每个队列具有不同的优先级，每个队列都按照先来先服务的原则进行调度，当一个进程运行时间超过一个时间片时，将其放入下一个优先级更低的队列中。
6. 最短剩余时间优先（SRTF）：在短作业优先算法的基础上，每次发生进程切换时，都会比较剩余运行时间，优先执行剩余时间最短的进程。
7. 最高响应比优先（HRRN）：按照响应比（等待时间+执行
时间/执行时间）进行调度，响应比越高，优先级越高。
8. 最早截止时间优先（EDF）：按照进程的截止时间进行调度，优先执行截止时间最早的进程。
这些算法适用于不同的场景和需求，可以根据具体的情况选择合适的调度算法来提高系统性能。
进程调度的名词解释
进程调度的名词解释
嘿，你知道啥是进程调度不？进程调度呀，就好比是一场精彩的比
赛里的裁判！比赛中那么多选手，裁判得决定谁先上场，谁后上场，
这多重要啊！进程调度也是这样，在计算机的世界里，有那么多的进
程都等着被执行呢，它就得决定哪个进程先运行，哪个后运行。
比如说，你正在电脑上同时打开了浏览器、音乐播放器还有文档编
辑软件，这就相当于有三个进程在等待调度。
这时候进程调度这个“裁判”就出马了，它得考虑好多因素呢，比如哪个进程更紧急，哪个进程
更重要。
进程调度可不简单哦，它得时刻保持敏锐，快速做出决策！这就好
像是在战场上指挥作战的将军，得迅速判断局势，下达正确的指令。
要是它出了错，那电脑可就乱套啦，说不定就会卡顿、死机呢！哎呀，那可不得了！
“那它具体是怎么工作的呢？”你可能会这么问。
它呀，会根据一定
的算法和策略来进行调度。
就像是有一套严格的规则，它得按照这些
规则来行事。
有时候可能会优先处理那些紧急的任务，就像医院里会
先抢救病危的病人一样；有时候又会考虑公平性，让每个进程都有机
会被执行。
再打个比方，进程调度就像是一个交通指挥员，得合理安排车辆的
通行顺序，不能让它们乱成一团。
它要让计算机的资源得到最合理的
利用，让我们使用电脑的时候能够顺畅无比。
总之，进程调度就是计算机系统中非常重要的一个环节，没有它，
计算机可就没法高效地工作啦！所以啊，一定要好好了解它，重视它！。
优先级调度算法原理和短进程优先调度算法原理
一、优先级调度算法原理优先级调度算法是一种用于操作系统中的进程调度的算法。
该算法根据每个进程的优先级来决定它在CPU上的执行顺序。
优先级通常是一个整数值，较小的优先级值表示较高的优先级。
当一个进程需要被调度时，系统会选择具有最高优先级的进程来执行。
1.1 优先级调度算法的工作原理在优先级调度算法中，每个进程被分配一个优先级值。
当系统需要选择一个进程来执行时，它会选择具有最高优先级的进程。
如果有多个进程具有相同的最高优先级，那么系统可能会根据其他因素来进行决策，比如先到先服务（FIFO）的原则。
1.2 优先级调度算法的特点优先级调度算法的特点是能够根据进程的优先级来进行调度，从而有效地提高系统的响应速度。
然而，如果进程的优先级分配不合理，可能会导致低优先级的进程长时间得不到执行的机会，造成饥饿现象。
1.3 优先级调度算法的应用场景优先级调度算法通常适用于对实时性要求较高的系统，比如多媒体应用或者交互式应用。
在这些系统中，需要优先处理一些关键的任务，以确保系统的响应速度和稳定性。
二、短进程优先调度算法原理短进程优先调度算法是一种按照进程需要的CPU时间长度进行调度的算法。
该算法先选择需要运行时间最短的进程来执行，从而能够有效地提高系统的吞吐量和响应速度。
2.1 短进程优先调度算法的工作原理在短进程优先调度算法中，系统会根据每个进程需要运行的时间长度来进行调度。
当系统需要选择一个进程来执行时，它会选择需要运行时间最短的进程。
这样可以确保每个进程都能够及时得到执行，并且能够有效地提高系统的吞吐量和响应速度。
2.2 短进程优先调度算法的特点短进程优先调度算法的特点是能够有效地提高系统的吞吐量和响应速度。
由于选择运行时间最短的进程来执行，可以确保每个进程都能够及时得到执行，从而减少了平均等待时间和平均周转时间。
2.3 短进程优先调度算法的应用场景短进程优先调度算法通常适用于需要平衡系统的吞吐量和响应速度的场景，比如多用户系统或者交互式系统。
进程调度
4.2 调度算法
4.2.2 调度算法
(4) 时间片轮转调度算法 ①算法 在早期的时间片轮转算法中，系统将所有的就绪进程按先 来先服务的原则，排成一个队列，每次调度时把CPU分配给 队首进程，并令其执行一个时间片，当时间片用完时，调度 程序终止当前进程的执行，并将它送到就绪队列的队尾。
4.2 调度算法
4.2 调度算法
4.2.2 调度算法
(3) 优先权调度算法 ①算法 当使用优先权调度算法进行作业调度时，系统将 从后备队列中选择若干个优先权最高的作业调入内存。 当使用优先权调度算法进行进程调度时，系统将CPU 分配给就绪队列中优先权最高的进程。
4.2 调度算法
4.2.2 调度算法
(3) 优先权调度算法 ②算法的类型 非抢占式(nonpreemptive)优先权算法。 进程一但得到处理机，则该进程便一直进行下去 直到完成或由于某事件放弃处理机。
T8=80ms L(a)=100-t8-10=100-80-10=10 L(b)=100-t8-25=100-80-(25-15)=10
4.6 多处理机调度
4.6.1 多处理机系统(MPS)的类型
(1)紧密耦合的多处理器系统和松弛耦合的多处理器系统 (2)对称多处理器系统和非对称多处理器系统
4.6 多处理机调度
最低松弛度优先
T5=45ms L(a)=60-t5-10=60-45-10=5 L(b)=100-t5-25=100-45-25=30 L(a)<L(b) 调度A进程执行10ms
T6=55ms L(a)=80-t6-10=80-55-10=15 L(b)=100-t6-25=100-55-25=20
4.2.1 选择调度方式和算法的若干准则
面向用户的准则 (1) 周转时间短 (2) 响应时间快 (3) 截止时间的保证
进程调度知识点总结大全
进程调度知识点总结大全一、进程调度概述进程调度是操作系统中的一个重要部分，它负责决定哪个进程在某个时刻获得处理器的使用权。
进程调度有两个关键的作用：一是确保CPU的高效利用，二是提供响应时间。
了解进程调度的知识对于理解操作系统的工作原理和性能优化非常重要。
进程调度的基本目标是实现公平性（Fairness）、高吞吐量（High throughput）和低延迟（Low latency）。
在不同的系统中，对这三个目标的重视程度有所不同，具体的调度算法也会有所区别。
二、进程调度的分类1. 批处理系统批处理系统是指没有人机交互的自动化操作系统，它主要用于处理大宗数据的任务。
批处理系统的调度算法通常以吞吐量为优先考虑因素。
2. 交互式系统交互式系统是指需要与用户进行交互的操作系统，例如个人电脑和服务器等。
交互式系统的调度算法通常以响应时间和公平性为优先考虑因素。
3. 实时系统实时系统是指对响应时间和执行时间要求非常严格的系统，如航空航天、工业控制等领域。
实时系统的调度算法通常以任务的截止时间和执行时间为优先考虑因素。
三、进程调度的基本概念1. 进程在操作系统中，进程是程序的执行实例。
每个进程都有自己的地址空间、寄存器上下文和状态。
进程是操作系统中的基本执行单元，进程之间相互独立，彼此之间不会干扰。
2. 进程状态进程在执行过程中会处于不同的状态，常见的进程状态包括就绪状态（Ready）、运行状态（Running）、阻塞状态（Blocked）和终止状态（Terminated）。
3. 进程控制块（PCB）进程控制块是操作系统中用来描述和管理进程的数据结构。
PCB中包含了进程的基本信息，如进程的标识符、状态、优先级、寄存器上下文等。
4. 进程调度器进程调度器是操作系统中的一个重要组成部分，它负责根据一定的调度算法决定哪个就绪的进程将获得处理器的使用权。
进程调度器会根据系统的运行状态和调度策略来做出决策。
5. 调度队列调度队列是操作系统中用来存储进程的数据结构，不同的调度队列可能按照不同的优先级或调度策略来组织。
简述处理机调度层次
简述处理机调度层次
处理机调度层次是计算机操作系统中的一个重要概念，它是指在多道程序环境下，为了提高计算机资源的利用率和系统的吞吐量，将进程按照一定的优先级和调度算法分配给不同的处理机运行的过程。
处理机调度层次主要包括作业调度、进程调度和线程调度三个层次。
一、作业调度
作业调度是指在多用户环境下，根据用户提交的作业特性、系统资源情况以及系统策略等因素，将作业按照一定规则分配给不同的处理机或分时段地执行。
常见的作业调度算法有先来先服务、短作业优先、时间片轮转等。
二、进程调度
进程调度是指在单个用户环境下，根据进程特性、系统资源情况以及系统策略等因素，将就绪状态中的进程按照一定规则分配给可用处理机执行。
常见的进程调度算法有最高响应比优先、时间片轮转、多级反馈队列等。
三、线程调度
线程调度是指在单个进程内部，根据线程特性以及线程之间关系等因素，将就绪状态中的线程按照一定规则分配给可用处理机执行。
常见的线程调度算法有抢占式调度、非抢占式调度等。
处理机调度层次的目的是为了提高系统资源利用率和系统吞吐量，同时保证进程或线程按照一定规则得到公平、合理的分配和执行。
在实际应用中，不同的调度算法和策略有着不同的优缺点，需要根据具体应用场景进行选择和优化。
进程进入临界区调度原则
进程进入临界区调度原则
进程进入临界区的调度原则如下：
- 如果有若干进程要求进入空闲的临界区，一次仅允许一个进程进入。
- 任何时候，处于临界区内的进程不可多于一个。
如已有进程进入自己的临界区，则其它所有试图进入临界区的进程必须等待。
- 进入临界区的进程要在有限时间内退出，以便其它进程能及时进入自己的临界区。
- 如果进程不能进入自己的临界区，则应让出CPU，避免进程出现“忙等”现象。
这些原则旨在确保临界区资源的互斥使用，避免多个进程同时访问共享资源导致的错误和冲突。
四种进程调度方法
四种进程调度⽅法#include <iostream>#include <windows.h>#include <queue>#include <list>using namespace std;int initial_id=0;//全局变量，⽤于初始化新队列的id值struct PCB//结构体，包含了⼀个进程状态的所有信息{int id;//进程表指数int needtime;//进程剩余需要占⽤CPU时间int runtime;//进程运⾏完毕需要占⽤CPU的时间int starttime=0;//进程就绪时间int whetherblock;//设定该进程是否会出现阻塞int startblock=0;//进程开始运⾏startblock个时间⽚后开始阻塞int blocktime=0;//进程被阻塞的时间int state;//运⾏ 1，就绪 0，阻塞 -1，三种状态};class ProcessScheduler//调度进程的类{public:void CreateProcedureQueue(int flag);void CreateProcedureList(int flag);void FCFS();void SJF();void SRT();void RR();void Display();private:queue<PCB> Queue;list<PCB> List;int capacity;};void ProcessScheduler::CreateProcedureQueue(int flag)//⽤来创建新的进程（队列）{PCB item;item.id=++initial_id;item.needtime=rand()%19+1;//取随机数，⽤来初始化needtime，让每次测试结果都不同item.runtime=item.needtime;item.state=0;item.whetherblock=rand()%2;if(item.whetherblock==1){item.startblock=rand()%(item.needtime);//这样可以保证阻塞的相对开始时间⼀定⼩于进程的运⾏时间。
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进程调度
kill命令
当需要中断一个前台进程的时候，通常是使用组合键；但是对于一个后台进程恐怕就不是一个组合键所能解决的了，这时就必须求助于kill命令。
该命令可以终止后台进程。
至于终止后台进程的原因很多，或许是该进程占用的CPU时间过多；或许是该进程已经挂死。
总之这种情况是经常发生的。
kill命令是通过向进程发送指定的信号来结束进程的。
如果没有指定发送信号，那么默认值为TERM 信号。
TERM信号将终止所有不能捕获该信号的进程。
至于那些可以捕获该信号的进程可能就需要使用kill （9）信号了，该信号是不能被捕捉的。
kill命令的语法格式很简单，大致有以下两种方式：
kill ［-s 信号| -p ］［-a ］进程号 ...
kill -l ［信号］
-s 指定需要送出的信号。
既可以是信号名也可以对应数字。
-p 指定kill命令只是显示进程的pid，并不真正送出结束信号。
-l 显示信号名称列表，这也可以在/usr/include/linux/signal.h文件中找到。
kill命令的使用
下面看看该命令的使用。
［例24］在执行一条find指令时由于时间过长，决定终止该进程。
首先应该使用ps命令来查看该进程对应的PID，键入ps，显示如下：
PID TTY TIME COMMAND
285 1 00:00:00 -bash
287 3 00:00:00 -bash
289 5 00:00:00 /sbin/mingetty tty5
290 6 00:00:00 /sbin/mingetty tty6
312 3 00:00:00 telnet bbs3
341 4 00:00:00 /sbin/mingetty tty4
345 1 00:00:00 find / -name foxy.jpg
348 1 00:00:00 ps
可以看到该进程对应的PID是345，现在使用kill命令来终止该进程。
键入：
# kill 345
再用ps命令查看，就可以看到，find进程已经被杀掉了。
［例25］杀掉进程11721
# ps
PID TTY TIME COMMAND
11668 p1 00:00:00 -tcsh
11721 p1 00:00:00 cat
11737 p1 00:00:00 ps
# kill 11721
［1］Terminated cat
#
有时候可能会遇到这样的情况，某个进程已经挂死或闲置，使用kill命令却杀不掉。
这时候就必须发送信号9，强行关闭此进程。
当然这种“野蛮”的方法很可能会导致打开的文件出现错误或者数据丢失之类的错误。
所以不到万不得已不要使用强制结束的办法。
如果连信号9都不响应，那恐怕就只有重新启动计算机了。
控制多个进程命令
Linux可使用户同时运行多个进程，还允许用户或系统管理员能控制正在运行的进程。
nohup命令
理论上，我们一般退出Linux系统时，会把所有的程序全部结束掉，包括那些后台程序。
但有时候，例如您正在编辑一个很长的程序，但是您下班或是有事需要先退出系统，这时您又不希望系统把您编辑那么久的程序结束掉，希望退出系统时，程序还能继续执行。
这时，我们就可以使用nohup命令使进程在用
户退出后仍继续执行。
一般这些进程我们都是让它在后台执行，结果则会写到用户自己的目录下的nohup.out这个文件里（也可以使用输出重定向，让它输出到一个特定的文件）。
［例26］
$ nohup sort sales.dat &
这条命令告诉sort命令忽略用户已退出系统，它应该一直运行，直到进程完成。
利用这种方法，可以启动一个要运行几天甚至几周的进程，而且在它运行时，用户不需要去登录。
nohup命令把一条命令的所有输出和错误信息送到nohup.out文件中。
若将输出重定向，则只有错误信息放在nohup.out文件中。
renice命令
renice命令允许用户修改一个正在运行进程的优先权。
利用renice命令可以在命令执行时调整其优先权。
其格式如下：
$ renice -number PID
其中，参数number与nice命令的number意义相同。
注：
（1）用户只能对自己所有的进程使用renice命令。
（2）root用户可以在任何进程上使用renice命令。
（3）只有root用户才能提高进程的优先权。