操作系统模拟进程调度算法
进程调度模拟算法
进程调度模拟算法进程调度是操作系统中的重要组成部分之一,它负责决定在多道程序环境下,哪个进程将获得CPU的使用权。
进程调度模拟算法是为了研究和评估不同调度策略的性能而开发的一种仿真方法。
在实际系统中,调度算法会受到多种因素的影响,如进程优先级、进程的I/O需求、进程的实际执行时间等。
通过模拟这些因素,可以更好地理解不同调度算法之间的差异,并选择最合适的算法来满足特定需求。
下面介绍两种常见的进程调度模拟算法:先来先服务(FCFS)和最短作业优先(SJF)算法。
1. 先来先服务(FCFS)算法:该算法按照进程到达的顺序来调度任务。
当一个进程完成或阻塞时,下一个已到达的进程将获得CPU的使用权。
这种算法非常简单,但是不适用于长作业时间和短作业时间交替出现的情况。
在短作业启动时,长作业仍然在运行,使得短作业的等待时间增加。
2. 最短作业优先(SJF)算法:该算法根据任务的执行时间来调度进程。
在该算法中,每个进程的执行时间都是已知的,并且操作系统根据已知的执行时间来决定哪个进程获得CPU的使用权。
在短作业优先算法中,短作业将会先被调度,这样有助于减少平均周转时间和等待时间。
但是,短作业优先算法容易产生“饥饿”现象,即长作业可能会一直等待,而短作业一直得到CPU的使用权。
除了以上两种算法,还有其他的进程调度模拟算法。
例如:- 时间片轮转(RR)调度算法:使用固定的时间片来调度进程,当时间片用完后,该进程被放入就绪队列的末尾。
- 优先级调度算法:每个进程都拥有一个优先级,优先级越高的进程越早被调度。
这种方法可以根据不同进程的紧迫程度和重要性来进行调度。
- 多级反馈队列调度算法:将就绪队列划分为多个队列,并根据进程的性质和优先级将进程放入不同的队列。
每个队列都有不同的优先级和时间片大小,进程可以通过提高优先级或时间片大小来提高被调度的机会。
在实际应用中,需要根据系统需求和性能指标选择合适的调度算法。
常用的性能指标包括平均周转时间、平均等待时间、CPU利用率等。
操作系统进程调度算法模拟实验报告
操作系统进程调度算法模拟实验报告一、实验目的本实验旨在深入理解操作系统的进程调度算法,并通过模拟实验来探究不同调度算法之间的差异和优劣。
二、实验原理操作系统的进程调度算法是决定进程执行顺序的重要依据。
常见的调度算法有先来先服务(FCFS)、最短作业优先(SJF)、优先级调度(Priority Scheduling)、轮转法(Round Robin)和多级反馈队列调度(Multilevel Feedback Queue Scheduling)等。
1.先来先服务(FCFS)算法:按照进程到达的先后顺序进行调度,被调度的进程一直执行直到结束或主动阻塞。
2.最短作业优先(SJF)算法:按照进程需要的执行时间的短长程度进行调度,执行时间越短的进程越优先被调度。
3. 优先级调度(Priority Scheduling)算法:为每个进程分配一个优先级,按照优先级从高到低进行调度。
4. 轮转法(Round Robin)算法:将进程按照到达顺序排列成一个队列,每个进程被分配一个时间片(时间量度),当时间片结束时,将进程从队列头取出放置到队列尾。
5.多级反馈队列调度算法:将进程队列分为多个优先级队列,每个队列时间片大小依次递减。
当一个队列中的进程全部执行完毕或者发生阻塞时,将其转移到下一个优先级队列。
三、实验步骤与结果1.实验环境:- 操作系统:Windows 10- 编译器:gcc2.实验过程:(1)首先,设计一组测试数据,包括进程到达时间、需要的执行时间和优先级等参数。
(2)根据不同的调度算法编写相应的调度函数,实现对测试数据的调度操作。
(3)通过模拟实验,观察不同调度算法之间的区别,比较平均等待时间、完成时间和响应时间的差异。
(4)将实验过程和结果进行记录整理,撰写实验报告。
3.实验结果:这里列举了一组测试数据和不同调度算法的结果,以便对比分析:进程,到达时间,执行时间,优先------,----------,----------,-------P1,0,10,P2,1,1,P3,2,2,P4,3,1,P5,4,5,a.先来先服务(FCFS)算法:平均等待时间:3.8完成时间:15b.最短作业优先(SJF)算法:平均等待时间:1.6完成时间:11c. 优先级调度(Priority Scheduling)算法:平均等待时间:2.8完成时间:14d. 轮转法(Round Robin)算法:时间片大小:2平均等待时间:4.8完成时间:17e.多级反馈队列调度算法:第一级队列时间片大小:2第二级队列时间片大小:4平均等待时间:3.8完成时间:17四、实验总结通过上述的实验结果可以得出以下结论:1.在上述测试数据中,最短作业优先(SJF)算法的平均等待时间最短,说明该算法在短作业的情况下能够有效地减少等待时间。
操作系统五种进程调度算法的代码
进程调度算法的模拟实现⏹实验目的1.本实验模拟在单处理机情况下的处理机调度问题,加深对进程调度的理解。
2.利用程序设计语言编写算法,模拟实现先到先服务算法FCFS、轮转调度算法RR、最短作业优先算法SJF、优先级调度算法PRIOR、最短剩余时间优先算法SRTF。
3.进行算法评价,计算平均等待时间和平均周转时间。
⏹实验内容及结果1.先来先服务算法2.轮转调度算法3. 优先级调度算法4. 最短时间优先算法5. 最短剩余时间优先算法⏹实验总结在此次模拟过程中,将SRTF单独拿了出来用指针表示,而其余均用数组表示。
⏹完整代码【Srtf.cpp代码如下:】//最短剩余时间优先算法的实现#include<stdio.h>#include<stdlib.h>#include<time.h>typedef struct{int remain_time; //进程剩余执行时间int arrive_time; //进程到达时间int Tp; //进入就绪队列的时间int Tc; //进入执行队列的时间int To; //进程执行结束的时间int number; //进程编号}Process_Block; //定义进程模块typedef struct _Queue{Process_Block PB;struct _Queue *next;}_Block,*Process; //定义一个进程模块队列中结点typedef struct{Process head; //队列头指针Process end; //队列尾指针}Process_Queue; //进程队列Process_Queue PQ; //定义一个全局队列变量int t; //全局时间Process Run_Now; //当前正在运行的进程,作为全局变量void InitQueue(Process_Queue PQ){PQ.head ->next = NULL;PQ.end ->next = PQ.head;}/*初始化队列*/int IsEmpty(Process_Queue PQ){if(PQ.end->next == PQ.head)return 1; //队列空的条件为头指针指向尾指针并且尾指针指向头指针elsereturn 0;}/*判定队列是否为空队列*/void EnQueue(Process_Queue PQ,Process P){Process temp =(Process)malloc(sizeof(_Block));temp = PQ.end;temp->next->next = P;PQ.end->next = P;}/*插入队列操作*/Process DeQueue(Process_Queue PQ){if(IsEmpty(PQ))return NULL;Process temp = PQ.head->next;PQ.head->next= temp ->next;if(PQ.end->next == temp)PQ.end->next = PQ.head;return temp;}/*出列操作*/Process ShortestProcess(Process_Queue PQ){if(IsEmpty(PQ)) //如果队列为空,返回{if(!Run_Now)return NULL;elsereturn Run_Now;}Process temp,shortest,prev;int min_time;if(Run_Now) //如果当前有进程正在执行,{shortest = Run_Now; //那么最短进程初始化为当前正在执行的进程,min_time = Run_Now->PB.remain_time;}else//如果当前没有进程执行,{shortest = PQ.head->next; //则最短进程初始化为队列中第一个进程min_time = PQ.head->next->PB.remain_time;}temp = PQ.head;prev = temp;while(temp->next){if(temp->next->PB.remain_time <min_time) //如果当前进程的剩余时间比min_time短,{shortest = temp->next; //则保存当前进程,min_time = shortest->PB.remain_time;prev=temp; //及其前驱}temp=temp->next;}if(shortest == PQ.end->next) //如果最短剩余时间进程是队列中最后一个进程,PQ.end->next = prev; //则需要修改尾指针指向其前驱prev->next = shortest->next; //修改指针将最短剩余时间进程插入到队头return shortest;}/*调度最短剩余时间的进程至队头*/void Run(){Run_Now->PB.remain_time--; //某一时间运行它的剩余时间减return;}/*运行函数*/void Wait(){return ;}int sum(int array[],int n){int i,sum=0;for(i=0;i<n;i++)sum+=array[i];return sum;}int main(){PQ.head = (Process)malloc(sizeof(_Block));PQ.end = (Process)malloc(sizeof(_Block));Run_Now = (Process)malloc(sizeof(_Block));Run_Now =NULL;InitQueue(PQ);int i,N,Total_Time=0; //Total_Time为所有进程的执行时间之和printf("请输入计算机中的进程数目:\n");scanf("%d",&N);Process *P,temp;P = (Process*)malloc(N*sizeof(Process));int *wt,*circle_t;wt =(int*)malloc(N*sizeof(int));circle_t =(int*)malloc(N*sizeof(int));for(i=0;i<N;i++){P[i] = (Process)malloc(sizeof(_Block));P[i]->PB.number =i+1;P[i]->next =NULL;wt[i] =0;circle_t[i] =0;printf("输入第%d个进程的到达时间及剩余执行时间:\n",i+1);scanf("%d %d",&P[i]->PB.arrive_time,&P[i]->PB.remain_time);}for(i=0;i<N;i++)Total_Time+=P[i]->PB.remain_time;printf("\n进程按顺序运行依次为:\n");i=0;int k=0;for(t=0;;t++){if(Run_Now) //如果当前有进程正在执行{Run();if(t == P[i]->PB.arrive_time) //如果当前时间正好有进程进入{if(P[i]->PB.remain_time < Run_Now->PB.remain_time){temp = P[i];P[i] = Run_Now;Run_Now = temp; //则调度它至运行队列中,Run_Now->PB.Tp=t;Run_Now->PB.Tc=t;wt[Run_Now->PB.number-1]+=Run_Now->PB.Tc-Run_Now->PB.Tp;printf("%d ",Run_Now->PB.number);}EnQueue(PQ,P[i]); //并将当前运行进程重新插入队列中P[i]->PB.Tp=t;k++;i=(i+1)>(N-1)?(N-1):(i+1);}if(Run_Now->PB.remain_time == 0) //如果当前进程运行结束,{Run_Now->PB.To=t; //进程运行结束的时间circle_t[Run_Now->PB.number-1] +=t-Run_Now->PB.arrive_time;free(Run_Now); //则将它所占资源释放掉,Run_Now =NULL; //并修改Run_Now为NULLRun_Now = ShortestProcess(PQ); //从就绪队列中调出最短剩余时间进程至队头,if(!Run_Now) //如果队列为空,转为等待状态{if(IsEmpty(PQ) && k >= N) break;Wait();continue;}else{Run_Now->PB.Tc=t;wt[Run_Now->PB.number-1]+=Run_Now->PB.Tc-Run_Now->PB.Tp;printf("%d ",Run_Now->PB.number);}}}else//如果当前运行进程为空,那么{if(t == P[i]->PB.arrive_time) //如果正好这时有进程入队{k++;EnQueue(PQ,P[i]);Run_Now = DeQueue(PQ); //则直接被调入运行队列中Run_Now->PB.Tp=t;Run_Now->PB.Tc=t;printf("%d ",Run_Now->PB.number);i=(i+1)>(N-1)?(N-1):(i+1);}else{Wait();continue;}}}printf("\n");printf("平均等待时间是:\n%f\n",((float)sum(wt,N))/N);printf("平均周转时间是:\n%f\n",((float)sum(circle_t,N))/N);return 0;}//////////////////////////////////////////////////////【Process.cpp代码如下:】#include<iostream>#include<string>using namespace std;class Process{public:string ProcessName; // 进程名字int Time; // 进程需要时间int leval; // 进程优先级int LeftTime; // 进程运行一段时间后还需要的时间};void Copy ( Process proc1, Process proc2); // 把proc2赋值给proc1void Sort( Process pr[], int size) ; // 此排序后按优先级从大到小排列void sort1(Process pr[], int size) ; // 此排序后按需要的cpu时间从小到大排列void Fcfs( Process pr[], int num, int Timepice); // 先来先服务算法void TimeTurn( Process process[], int num, int Timepice); // 时间片轮转算法void Priority( Process process[], int num, int Timepice); // 优先级算法void main(){int a;cout<<endl;cout<<" 选择调度算法:"<<endl;cout<<" 1: FCFS 2: 时间片轮换 3: 优先级调度 4: 最短作业优先 5: 最短剩余时间优先"<<endl; cin>>a;const int Size =30;Process process[Size] ;int num;int TimePice;cout<<" 输入进程个数:"<<endl;cin>>num;cout<<" 输入此进程时间片大小: "<<endl;cin>>TimePice;for( int i=0; i< num; i++){string name;int CpuTime;int Leval;cout<<" 输入第"<< i+1<<" 个进程的名字、cpu时间和优先级:"<<endl;cin>>name;cin>> CpuTime>>Leval;process[i].ProcessName =name;process[i].Time =CpuTime;process[i].leval =Leval;cout<<endl;}for ( int k=0;k<num;k++)process[k].LeftTime=process[k].Time ;//对进程剩余时间初始化cout<<" ( 说明: 在本程序所列进程信息中,优先级一项是指进程运行后的优先级!! )";cout<<endl; cout<<endl;cout<<"进程名字"<<"共需占用CPU时间 "<<" 还需要占用时间 "<<" 优先级"<<" 状态"<<endl;if(a==1)Fcfs(process,num,TimePice);else if(a==2)TimeTurn( process, num, TimePice);else if(a==3){Sort( process, num);Priority( process , num, TimePice);}else// 最短作业算法,先按时间从小到大排序,再调用Fcfs算法即可{sort1(process,num);Fcfs(process,num,TimePice);}}void Copy ( Process proc1, Process proc2){proc1.leval =proc2.leval ;proc1.ProcessName =proc2.ProcessName ;proc1.Time =proc2.Time ;}void Sort( Process pr[], int size) //以进程优先级高低排序{// 直接插入排序for( int i=1;i<size;i++){Process temp;temp = pr[i];int j=i;while(j>0 && temp.leval<pr[j-1].leval){pr[j] = pr[j-1];j--;}pr[j] = temp;} // 直接插入排序后进程按优先级从小到大排列for( int d=size-1;d>size/2;d--){Process temp;temp=pr [d];pr [d] = pr [size-d-1];pr [size-d-1]=temp;} // 此排序后按优先级从大到小排列}/* 最短作业优先算法的实现*/void sort1 ( Process pr[], int size) // 以进程时间从低到高排序{// 直接插入排序for( int i=1;i<size;i++){Process temp;temp = pr[i];int j=i;while(j>0 && temp.Time < pr[j-1].Time ){pr[j] = pr[j-1];j--;}pr[j] = temp;}}/* 先来先服务算法的实现*/void Fcfs( Process process[], int num, int Timepice){ // process[] 是输入的进程,num是进程的数目,Timepice是时间片大小while(true){if(num==0){cout<<" 所有进程都已经执行完毕!"<<endl;exit(1);}if(process[0].LeftTime==0){cout<<" 进程"<<process[0].ProcessName<< " 已经执行完毕!"<<endl;for (int i=0;i<num;i++)process[i]=process[i+1];num--;}else if(process[num-1].LeftTime==0){cout<<" 进程"<<process[num-1].ProcessName<< " 已经执行完毕!"<<endl;num--;}else{cout<<endl; //输出正在运行的进程process[0].LeftTime=process[0].LeftTime- Timepice;process[0].leval =process[0].leval-1;cout<<" "<<process[0].ProcessName <<" "<<process[0].Time <<" ";cout<<process[0].LeftTime <<" "<<process[0].leval<<" 运行";cout<<endl;for(int s=1;s<num;s++){cout<<" "<<process[s].ProcessName <<" "<<process[s].Time <<"";cout<<process[s].LeftTime <<" "<<process[s].leval<<" 等待"<<endl; ;}} // elsecout<<endl;system(" pause");cout<<endl;} // while}/* 时间片轮转调度算法实现*/void TimeTurn( Process process[], int num, int Timepice){while(true){if(num==0){cout<<" 所有进程都已经执行完毕!"<<endl;exit(1);}if(process[0].LeftTime==0){cout<<" 进程"<<process[0].ProcessName<< " 已经执行完毕!"<<endl;for (int i=0;i<num;i++)process[i]=process[i+1];num--;}if( process[num-1].LeftTime ==0 ){cout<<" 进程" << process[num-1].ProcessName <<" 已经执行完毕! "<<endl;num--;}else if(process[0].LeftTime > 0){cout<<endl; //输出正在运行的进程process[0].LeftTime=process[0].LeftTime- Timepice;process[0].leval =process[0].leval-1;cout<<" "<<process[0].ProcessName <<" "<<process[0].Time <<" ";cout<<process[0].LeftTime <<" "<<process[0].leval<<" 运行";cout<<endl;for(int s=1;s<num;s++){cout<<" "<<process[s].ProcessName <<" "<<process[s].Time <<"";cout<<process[s].LeftTime <<" "<<process[s].leval;if(s==1)cout<<" 就绪"<<endl;elsecout<<" 等待"<<endl;}Process temp;temp = process[0];for( int j=0;j<num;j++)process[j] = process[j+1];process[num-1] = temp;} // elsecout<<endl;system(" pause");cout<<endl;} // while}/* 优先级调度算法的实现*/void Priority( Process process[], int num, int Timepice){while( true){if(num==0){cout<< "所有进程都已经执行完毕!"<<endl;exit(1);}if(process[0].LeftTime==0){cout<<" 进程" << process[0].ProcessName <<" 已经执行完毕! "<<endl;for( int m=0;m<num;m++)process[m] = process[m+1]; //一个进程执行完毕后从数组中删除num--; // 此时进程数目减少一个}if( num!=1 && process[num-1].LeftTime ==0 ){cout<<" 进程" << process[num-1].ProcessName <<" 已经执行完毕! "<<endl;num--;}if(process[0].LeftTime > 0){cout<<endl; //输出正在运行的进程process[0].LeftTime=process[0].LeftTime- Timepice;process[0].leval =process[0].leval-1;cout<<" "<<process[0].ProcessName <<" "<<process[0].Time <<" "; cout<<process[0].LeftTime <<" "<<process[0].leval<<" 运行";cout<<endl; // 输出其他进程for(int s=1;s<num;s++){cout<<" "<<process[s].ProcessName <<" "<<process[s].Time <<" "; cout<<process[s].LeftTime <<" "<<process[s].leval ;if(s==1)cout<<" 就绪"<<endl;elsecout<<" 等待 "<<endl;}} // elseSort(process, num);cout<<endl;system(" pause");cout<<endl;} // while}。
操作系统进程调度算法模拟实验
操作系统进程调度算法模拟实验进程调度是操作系统中一个重要的功能,它决定了哪些进程能够获得处理器资源以及如何按照一定的策略来分配这些资源。
为了更好地理解进程调度算法的工作原理,我们可以进行一个模拟实验来观察不同算法的表现效果。
实验设想:我们设想有5个进程要运行在一个单核处理器上,每个进程有不同的运行时间和优先级。
进程信息如下:进程A:运行时间10ms,优先级4进程B:运行时间8ms,优先级3进程C:运行时间6ms,优先级2进程D:运行时间4ms,优先级1进程E:运行时间2ms,优先级5实验步骤:1.先来先服务(FCFS)调度算法实验:将上述进程按照先来先服务的原则排序,运行对应的模拟程序,观察每个进程的运行时间、完成时间和等待时间。
2.最短作业优先(SJF)调度算法实验:将上述进程按照运行时间的大小排序,运行对应的模拟程序,观察每个进程的运行时间、完成时间和等待时间。
3.优先级调度算法实验:将上述进程按照优先级的大小排序,运行对应的模拟程序,观察每个进程的运行时间、完成时间和等待时间。
4.时间片轮转(RR)调度算法实验:设置一个时间片大小,将上述进程按照先来先服务的原则排序,运行对应的模拟程序,观察每个进程的运行时间、完成时间和等待时间。
实验结果:通过模拟实验,我们可以得到每个进程的运行时间、完成时间和等待时间。
对于FCFS算法,进程的运行顺序是按照先来先服务的原则,因此进程A首先得到处理器资源并完成运行,其它进程依次按照到达顺序得到资源。
因此,对于进程A、B、C、D、E,它们的完成时间分别是10ms、18ms、24ms、28ms和30ms,等待时间分别是0ms、10ms、18ms、24ms和28ms。
对于SJF算法,进程的运行顺序是按照运行时间的大小,即短作业优先。
因此,进程E首先得到处理器资源并完成运行,其它进程依次按照运行时间的大小得到资源。
对于进程E、D、C、B、A,它们的完成时间分别是2ms、6ms、12ms、20ms和30ms,等待时间分别是0ms、2ms、6ms、12ms和20ms。
操作系统进程调度优先级算法C语言模拟
操作系统进程调度优先级算法C语言模拟```cstruct Processint pid; // 进程IDint priority; // 优先级};```接下来,我们使用一个简单的示例来说明操作系统进程调度优先级算法的模拟实现。
假设有5个进程需要调度执行,它们的初始优先级和运行时间如下:进程ID,优先级,已运行时间--------,--------,------------P1,4,2P2,3,4P3,1,6P4,2,1P5,5,3首先,我们需要将这些进程按照优先级排序,以得到调度队列。
可以使用冒泡排序算法实现,代码如下:```cvoid bubbleSort(struct Process *processes, int n)for (int i = 0; i < n - 1; i++)for (int j = 0; j < n - i - 1; j++)if (processes[j].priority > processes[j + 1].priority)struct Process temp = processes[j];processes[j] = processes[j + 1];processes[j + 1] = temp;}}}``````c#include <stdio.h>void bubbleSort(struct Process *processes, int n);int maistruct Process processes[] = {{1, 4, 2}, {2, 3, 4}, {3, 1, 6}, {4, 2, 1}, {5, 5, 3}};int n = sizeof(processes) / sizeof(struct Process);bubbleSort(processes, n);printf("初始调度队列:\n");printf("进程ID\t优先级\t已运行时间\n");for (int i = 0; i < n; i++)}//模拟进程调度printf("\n开始模拟进程调度...\n");int finished = 0;while (finished < n)struct Process *current_process = &processes[0];printf("执行进程 P%d\n", current_process->pid);finished++;printf("进程 P%d 执行完毕\n", current_process->pid);} else}bubbleSort(processes, n);}printf("\n所有进程执行完毕,调度队列的最终顺序为:\n"); printf("进程ID\t优先级\t已运行时间\n");for (int i = 0; i < n; i++)}return 0;```以上代码中,我们使用了一个变量`finished`来记录已完成的进程数量,当`finished`等于进程数量`n`时,所有进程执行完毕。
使用动态优先权的进程调度算法的模拟实验
使用动态优先权的进程调度算法的模拟实验进程调度算法是操作系统中对进程进行调度的一种策略,动态优先权调度算法是其中一种常用的调度算法。
下面将对动态优先权调度算法进行模拟实验,并对实验结果进行分析。
首先,我们定义进程的属性包括进程编号、到达时间、服务时间、优先权和完成时间等。
动态优先权调度算法的基本思想是根据进程的优先权决定下一个被调度的进程,优先权越高,被调度的机会越大。
实验过程如下:1.创建一个进程队列,用来存放待调度的进程。
2.输入进程的个数,并依次输入每个进程的到达时间、服务时间和优先权。
3.将所有进程按照到达时间进行排序。
4.从排好序的进程队列中选择优先权最高的进程,即优先权最大的进程。
5.通过执行该进程进行模拟,更新进程队列中的进程信息。
6.根据更新后的进程信息,重新选择下一个被调度的进程。
7.重复步骤5和6,直到所有进程执行完毕。
对于每个进程,我们可以记录其等待时间、周转时间和带权周转时间。
等待时间即为该进程在就绪队列中等待的时间,周转时间是指从进程提交到完成的时间,即完成时间减去到达时间,带权周转时间是指每个进程的周转时间除以服务时间,用来评估进程的调度效果。
下面是一个动态优先权调度算法的模拟实验示例:```pythonclass Process:self.id = idself.priority = prioritydef __lt__(self, other):return self.priority < other.prioritydef dynamic_priority_scheduling(processes):queue = []while processes or queue:for process in processes:queue.append(process)processes.remove(process)queue.sort(reverse=True) # 根据进程的优先权进行排序if queue:process = queue.pop(0)for p in queue:if __name__ == '__main__':n = int(input("Enter the number of processes: "))processes = []for i in range(n):priority = int(input("Enter priority for process {}:".format(i+1)))dynamic_priority_scheduling(processes)```以上代码定义了一个Process类来表示进程,并使用动态优先权调度算法对进程进行调度。
几种操作系统调度算法
几种操作系统调度算法操作系统调度算法是操作系统中用于确定进程执行的顺序和优先级的一种方法。
不同的调度算法有不同的优缺点,适用于不同的场景和需求。
下面将介绍几种常见的操作系统调度算法:1.先来先服务(FCFS)调度算法:先来先服务调度算法是最简单的调度算法之一、按照进程到达的顺序进行调度,首先到达的进程先执行,在CPU空闲时执行下一个进程。
这种算法实现简单,并且公平。
但是,由于没有考虑进程的执行时间,可能会导致长作业时间的进程占用CPU资源较长时间,从而影响其他进程的响应时间。
2.短作业优先(SJF)调度算法:短作业优先调度算法是根据进程的执行时间进行排序,并按照执行时间最短的进程优先执行。
这种算法可以减少平均等待时间,提高系统的吞吐量。
然而,对于长作业时间的进程来说,等待时间会相对较长。
3.优先级调度算法:优先级调度算法是根据每个进程的优先级来决定执行顺序的。
优先级可以由用户设置或者是根据进程的重要性、紧迫程度等因素自动确定。
具有较高优先级的进程将具有更高的执行优先级。
这种算法可以根据不同情况进行灵活调度,但是如果不恰当地设置优先级,可能会导致低优先级的进程长时间等待。
4.时间片轮转(RR)调度算法:时间片轮转调度算法将一个固定的时间片分配给每个进程,当一个进程的时间片用完时,将该进程挂起,调度下一个进程运行。
这种算法可以确保每个进程获得一定的CPU时间,提高系统的公平性和响应速度。
但是,对于长时间运行的进程来说,可能会引起频繁的上下文切换,导致额外的开销。
5.多级反馈队列(MFQ)调度算法:多级反馈队列调度算法将进程队列划分为多个优先级队列,每个队列有不同的时间片大小和优先级。
新到达的进程被插入到最高优先级队列,如果进程在时间片内没有完成,则被移到下一个较低优先级队列。
这种算法可以根据进程的执行表现自动调整优先级和时间片,更好地适应动态变化的环境。
以上是几种常见的操作系统调度算法,每种算法都有其优缺点和适用场景。
操作系统五种进程调度算法的代码
操作系统五种进程调度算法的代码一、先来先服务(FCFS)调度算法先来先服务(FCFS)调度算法是操作系统处理进程调度时比较常用的算法,它的基本思想是按照进程的提交时间的先后顺序依次调度进程,新提交的进程会在当前运行进程之后排队,下面通过C语言代码来实现先来先服务(FCFS)调度算法:#include <stdio.h>#include <stdlib.h>//定义进程的数据结构struct Processint pid; // 进程标识符int at; // 到达时间int bt; // 执行时间};//进程调度函数void fcfs_schedule(struct Process *processes, int n)int i, j;//根据进程的到达时间排序for(i = 0; i < n; i++)for(j = i+1; j < n; j++)if(processes[i].at > processes[j].at) struct Process temp = processes[i]; processes[i] = processes[j];processes[j] = temp;//获取各个进程执行完毕的时间int ct[n];ct[0] = processes[0].at + processes[0].bt; for(i = 1; i < n; i++)if(ct[i-1] > processes[i].at)ct[i] = ct[i-1] + processes[i].bt;elsect[i] = processes[i].at + processes[i].bt; //计算各个进程的周转时间和带权周转时间int tat[n], wt[n], wt_r[n];for(i = 0; i < n; i++)tat[i] = ct[i] - processes[i].at;wt[i] = tat[i] - processes[i].bt;wt_r[i] = wt[i] / processes[i].bt;printf("P%d:\tAT=%d\tBT=%d\tCT=%d\tTAT=%d\tWT=%d\tWT_R=%f\n", processes[i].pid, processes[i].at, processes[i].bt, ct[i], tat[i], wt[i], wt_r[i]);//主函数int mainstruct Process processes[] ={1,0,3},{2,3,5},{3,4,6},{4,5,2},{5,6,4}};fcfs_schedule(processes, 5);return 0;输出:。
操作系统进程调度算法优秀课件
为 CPU 的执行设定一个时间片大小,每个进程 轮询分配时间片,时间片结束后暂停运行加入等 待队列 时间片不能选择太长,否则退化为FCFS
多级反馈队列
不必事先知道进程所需要的执行时间,还可以较 好地满足各种类型进程的需要 多个就绪队列,赋予不同优先级 每个队列采用FCFS,按队列优先级调度
4
开发环境
Contents
1 题目理解 title 2 开发环境 title 3 主要功能 title 4 设计思路 title
1
题目理解
在Linux或Windows环境下编程模拟实现进程调 度,包括:先来先服务,时间片轮转,优先级, 多级反馈队列等进程调度算法。
2
FCFS先来先服务
这是最简单,最基本的算法,就是按照进程到来的时间 顺序,逐个分配 CPU 资源 优点:简单,方便 缺点:效率低,资源利用率低
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设计思路
• 模块设计: (共同设计部分) M_interface.java——实现了主界面设计和调用三种算法模拟子界面(共用) (个人设计部分) A_interface.java——实现调用子界面 A_process.java——进程类,利用了链表的数据结构 A_fcfs.java——先来先服务算法的实现 A_rr.java——时间片轮转调度算法的实现 A_psa.java——优先级调度算法的实现 A_mfq.java——多级反馈队列调度算法的实现
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需要运行时间
进程的运行时间以时间片为单位进行计算 就绪进程获得 CPU后都只能运行一个时间片。用已占用CPU时间加1 来表示。
如果运行一个时间片后,进程的已占用 CPU时间已达到所需要的运行 时间,则撤消该进程,如果运行一个时间片后进程的已占用CPU时间还未 达所需要的运行时间,也就是进程还需要继续运行,此时应将进程的优先 数减1(即降低一级),然后把它插入就绪队列等待CPU。
5种进程调度算法
5种进程调度算法进程调度算法是操作系统中的重要组成部分,用于确定哪个进程将获得CPU的使用权。
根据不同的算法,进程可以以不同的顺序运行,并根据优先级、运行时间、等待时间等因素进行调度。
本文将介绍和分析五种常见的进程调度算法,包括先来先服务(FCFS)、最短作业优先(SJF)、高响应比优先(HRRN)、轮转调度(RR)和多级反馈队列调度(MFQ)。
1.先来先服务(FCFS)先来先服务是最简单的进程调度算法,按照进程到达的顺序分配CPU片段。
当一个进程执行完成或者遇到I/O请求时,CPU被分配给下一个进程。
该算法简单直观,但可能导致长作业等待时间增加,且无法满足实时性要求。
2.最短作业优先(SJF)最短作业优先调度算法根据预计的执行时间为进程分配CPU时间。
在所有就绪队列中,选择执行时间最短的进程。
该算法可以最大程度地减少平均等待时间,但需要准确预测进程的执行时间,而实际中很难精确估计。
3.高响应比优先(HRRN)高响应比优先是一个动态优先级调度算法,根据进程等待时间的长度为进程分配CPU时间。
等待时间越长,优先级越高。
因此,较长等待的进程将获得更多的处理时间,以保证公平性。
该算法在处理短作业时效果较好,但容易导致无限等待。
4.轮转调度(RR)轮转调度算法按照轮询的方式为每个进程分配固定的时间片,通常为几十毫秒。
当时间片用尽时,进程将被暂停,下一个进程得到时间片。
该方法保证了公平性,但对于长时间的进程,可能会浪费大量的CPU时间在进程切换上。
5.多级反馈队列调度(MFQ)多级反馈队列调度算法将进程划分为多个队列,根据进程特性和优先级的不同,为每个队列分配不同的时间片或优先级。
当进程进入就绪队列时,首先进入最高优先级的队列,若运行时间超过时间片,则移入下一级队列。
该算法综合了前几种算法的优点,可以同时满足长短作业的需求。
通过对这五种进程调度算法的介绍和分析,我们可以看到每种算法都有其优点和缺点。
选择适合的进程调度算法取决于系统的需求和特定场景的要求。
进程调度算法模拟程序设计
进程调度算法模拟程序设计引言进程调度算法是操作系统中的重要组成部分,它决定了进程在系统中的执行顺序和分配时间片的策略。
为了更好地理解和研究不同的进程调度算法,我们可以设计一个模拟程序来模拟进程的调度过程。
本文将介绍进程调度算法的基本概念和常见的调度算法,并详细讨论如何设计一个进程调度算法模拟程序。
什么是进程调度算法进程调度算法是操作系统中的一种策略,用于决定在多个进程同时请求执行时,系统按照什么样的顺序来选择并分配CPU资源。
进程调度算法的目标是尽可能地提高系统的吞吐量、响应时间和公平性。
常见的进程调度算法先来先服务(FCFS)先来先服务是最简单的进程调度算法,它按照进程到达的先后顺序进行调度。
当一个进程到达系统后,它会被放入就绪队列中,然后按照先后顺序执行。
这种算法的优点是简单易懂,但是存在”饥饿”问题,即长作业会占用CPU资源,导致其他短作业等待时间过长。
短作业优先(SJF)短作业优先算法是根据进程的执行时间来进行调度的。
当一个进程到达系统后,系统会根据其执行时间将其放入适当的位置,执行时间短的进程优先执行。
这种算法可以最大限度地减少平均等待时间,但是对于长作业来说可能会饥饿。
时间片轮转(RR)时间片轮转算法是一种分时调度算法,它将CPU的执行时间划分为多个时间片,每个进程在一个时间片内执行一定的时间,然后切换到下一个进程。
这种算法可以保证所有进程都有机会执行,并且对于响应时间要求较高的任务比较合适。
多级反馈队列(MFQ)多级反馈队列算法是一种综合了FCFS和RR的调度算法。
系统将进程根据优先级划分为多个队列,每个队列都有不同的时间片大小。
当一个进程到达系统后,它被放入第一个队列中,如果在时间片内没有执行完,则被移到下一个队列中。
这种算法可以根据进程的优先级和执行时间动态调整调度策略,提高系统的响应性能。
进程调度算法模拟程序设计程序结构为了设计一个进程调度算法模拟程序,我们需要考虑以下几个方面的内容:1.进程的数据结构:我们可以使用一个进程控制块(PCB)来表示一个进程,PCB包含了进程的状态、优先级、执行时间等信息。
操作系统进程调度算法模拟
实验一进程调度算法模拟一.实验题目:设计一个简单的进程调度算法,模拟OS中的进程调度过程二.要求:①进程数不少于5个;②进程调度算法任选;可以用动态优先数加时间片轮转法实现进程调度,每运行一个时间片优先数减3;③用C语言编程;④程序运行时显示进程调度过程。
三.程序中所用数据结构及说明:进程控制块结构体:typedef struct node1{int ID;//进程标识数int PRIORITY;//进程优先数int CPUTIME;//进程已占用时间片int ALLTIME;//进程还需占用时间片}Block,pcb;就绪进程链表节点:typedef struct node2{pcb data;struct node2 *next;}process;四.清单程序及描述:Procelink.h:typedef struct node1{int ID;//进程标识数int PRIORITY;//进程优先数int CPUTIME;//进程已占用时间片int ALLTIME;//进程还需占用时间片//char STATE;//进程状态//struct node *next;//进程队列指针}Block,pcb;typedef struct node2{pcb data;struct node2 *next;}process;void Initlink(process **PQ){/*如果有内存空间,申请头结点空间并使头指针head指向头结点*/if((*PQ = (process *)malloc(sizeof(process))) == NULL) exit(1);(*PQ)->next = NULL; /*置链尾标记NULL */}int IsEmpty(process *PQ){if(PQ->next == NULL)return 1;else return 0;}void EnInitlink(process *PQ,pcb p){while(PQ->next!=NULL) PQ=PQ->next;process *temp=(process *)malloc(sizeof(Block));temp->data.PRIORITY=p.PRIORITY;temp->data.ID=p.ID;temp->data.CPUTIME=p.CPUTIME;temp->data.ALLTIME=p.ALLTIME;temp->next=PQ->next;PQ->next=temp;}//插入pcb DeInitlink(process *PQ) //选择优先数最小的出列{if(IsEmpty(PQ)){printf("所有进程已运行完!\n");exit(0);//退出}process *temp=(process *)malloc(sizeof(Block));temp = PQ->next;process *te=(process *)malloc(sizeof(Block));process *t=(process *)malloc(sizeof(Block));te= PQ->next;//优先数最小的进程while(temp->next != NULL){if(te->data.PRIORITY<temp->next->data.PRIORITY){te=temp->next;t=temp->next->next;PQ=temp;}temp=temp->next;}PQ->next=PQ->next->next;pcb pp=te->data;// free(temp);// free(t);//free(te);return pp;}//出队列void outid(process *PQ)//输出就绪队列函数{ printf("当前就绪队列为: ");while(!IsEmpty(PQ)){printf("%d ",PQ->next->data.ID);PQ=PQ->next;}printf("\n");}void dispatch(pcb p,process *PQ)//进程运行函数{if((p.ALLTIME)!=0){p.PRIORITY-=3;p.CPUTIME+=1;p.ALLTIME-=1;printf("进程%d运行\n",p.ID);//printf("进程优先数:%d 进程已占用时间片:%d 进程还需占用时间片:%d\n",p.PRIORITY,p.CPUTIME,p.ALLTIME);outid(PQ);//输出就绪队列}if((p.ALLTIME)==0){printf("进程%d 运行完成!\n",p.ID);return;//完成则不加入链表}EnInitlink(PQ,p); return;//运行之后再加入链表}os_1.cpp:#include<stdio.h>#include<stdlib.h>#include"procelink.h"void main(){process * PQ;int n;//n为进程数pcb pro1;Initlink(& PQ);printf("请输入进程个数:");scanf("%d",&n);printf("请输入各个进程的进程标识数ID,进程优先数,进程已占用时间片,进程还需占用时间片\n");for(int i=1;i<=n;i++){printf("第%d进程: ",i);scanf("%d %d %d %d",&pro1.ID,&pro1.PRIORITY,&pro1.CPUTIME,&pro1.ALLTIME);EnInitlink(PQ,pro1);}while(!IsEmpty(PQ)){dispatch(DeInitlink(PQ),PQ);//进程运行函数调用}if(IsEmpty(PQ))printf("所有进程已运行完!\n");free(PQ);//释放内存空间}五.执行结果:六.实验总结:通过这次操作系统中进程调度算法的模拟,使我对操作系统中的进程调度有了更清晰的认识和了解,程序中也有不足之处,该程序是顺序进链,出链时再选择优先数最大的进程。
计算机操作系统的进程调度算法
计算机操作系统的进程调度算法计算机操作系统是指控制和管理计算机硬件与软件资源的系统软件。
在操作系统中,进程调度算法起着至关重要的作用,它决定了系统中各个进程的执行顺序,合理的调度算法可以提高系统的性能和效率。
本文将对常见的进程调度算法进行介绍和分析。
一、先来先服务调度算法(First-Come, First-Served,FCFS)先来先服务调度算法是最简单的调度算法之一。
按照进程到达的先后顺序依次执行,即抢占后只有等待其他进程执行完毕才能执行。
该算法的优点是简单易实现,但缺点是平均等待时间较长,无法满足实时性要求,容易产生“饥饿”现象。
二、短作业优先调度算法(Shortest Job First,SJF)短作业优先调度算法是通过预测进程执行时间的长短来进行调度的。
当有多个进程同时到达时,选择执行时间最短的进程先执行。
该算法的优点是能够最大限度地减少平均等待时间,但缺点是无法应对长作业的到来,可能导致长作业的等待时间过长。
三、优先级调度算法(Priority Scheduling)优先级调度算法根据进程的优先级来进行调度,优先级高的进程先执行。
该算法可以根据实际需要为不同的进程设置不同的优先级。
该算法的优点是能够满足实时性要求,但缺点是可能导致优先级低的进程长时间等待,产生“饥饿”现象。
四、轮转调度算法(Round Robin,RR)轮转调度算法是一种按照时间片轮流分配CPU的调度算法。
每个进程被分配一个固定的时间片,当时间片用完时,进程被剥夺CPU,并放入就绪队列的末尾等待下一次调度。
该算法的优点是能够公平地分配CPU时间,避免长作业的等待时间过长,缺点是可能导致平均等待时间较长,无法满足实时性要求。
五、多级反馈队列调度算法(Multilevel Feedback Queue,MLFQ)多级反馈队列调度算法是一种综合利用多个调度算法的调度策略。
它将进程划分为多个队列,每个队列采用不同的调度算法。
操作系统实验一进程调度模拟算法
操作系统实验一进程调度模拟算法进程调度是操作系统中的一个重要功能,它负责为计算机系统中的各个进程分配CPU时间,使得所有进程都能够得到公平的执行机会。
进程调度算法的选择对于系统的性能和响应时间有着重要影响。
本文将介绍几种常见的进程调度算法,并进行模拟实验,分析它们的优缺点。
FCFS算法是最简单的调度算法之一,在该算法中,按照进程到达的先后顺序分配CPU时间。
FCFS算法的优点是简单易懂,公平性高,但其缺点是无法有效处理短作业和长作业混合的情况。
长作业会导致其他短作业等待时间过长,从而影响系统的响应时间。
2. 最短作业优先调度算法(Shortest Job First,SJF)SJF算法是一种非抢占式的调度算法,它会根据每个进程的执行时间来选择下一个执行的进程。
该算法的优点是可以最小化平均等待时间,但其缺点是无法预测进程的执行时间,如果估计不准确,会导致长作业等待时间过长。
3. 最高响应比优先调度算法(Highest Response Ratio Next,HRRN)HRRN算法是一种动态优先级调度算法,它根据每个进程的等待时间和服务时间的比值来选择最优的进程。
该算法考虑了进程的等待时间和服务时间的关系,能够相对公平地分配CPU时间,并且能够避免长作业的垄断。
4. 时间片轮转调度算法(Round Robin,RR)RR算法是一种抢占式的调度算法,它将所有进程按照到达顺序分配一个时间片,每个进程得到执行的时间是固定的。
当一个进程的时间片用完后,它会被放到就绪队列的末尾,等待下一次调度。
RR算法的优点是实现简单,能够保证所有进程能够得到公平的执行机会,但其缺点是当进程数量较大时,调度开销会增加。
在进程调度的模拟实验中,首先需要定义进程的数据结构,包括进程ID、到达时间、优先级、执行时间等属性。
然后,模拟进程的到达过程,可以使用随机数生成器模拟进程的到达时间和执行时间。
接下来,根据选择的调度算法,模拟进程的执行过程。
操作系统中的进程调度算法
操作系统中的进程调度算法随着现代计算机技术的不断发展,操作系统成为管理计算机系统的核心组件。
操作系统不仅可以控制计算机硬件和软件资源的分配,还可以提高计算机的效率和管理性能。
而进程调度就是操作系统中最重要的功能之一,其目的是实现多个进程之间的均衡,响应用户请求,最大程度的利用计算机资源。
进程调度算法是指操作系统中用来决定哪个进程可以被执行和运行多长时间的算法。
不同的操作系统有不同的进程调度算法,通常根据不同策略来选择进程。
下面将介绍几种经典的进程调度算法。
1. 先来先服务(FCFS)算法FCFS算法是最简单的进程调度算法之一。
它的核心思想是按照进程到达的顺序排队,当一个进程结束执行后,下一个进程将会自动成为就绪队列中的第一个进程。
这种算法的优点在于简单易实现,但是很容易出现长作业长等待的问题,也就是说长时间在等待队列中的进程可能会影响到系统效率。
2. 最短作业优先(SJF)算法SJF算法通过对进程执行时间的估计来决定下一个要执行的进程。
也就是说,当一个新进程加入系统时,选择预计需要最短执行时间的进程进行调度。
这种算法在情况比较稳定时,可以保证平均等待时间最少。
但是当有大量的短作业成批到达时,长作业就可能会一直等待。
3. 优先级算法优先级算法是按照每个进程的优先级确定执行顺序的算法。
通常情况下,优先级由进程的重要性、紧急程度等因素来决定。
优先级越高的进程会先得到执行机会。
这种算法可以保证重要的进程得到优先执行,但是它也存在一个问题:优先级调度可能会导致低优先级的进程一直等待执行,这就是由于饥饿现象的出现。
4. 时间片轮转算法时间片轮转算法是一种按照时间分配资源的算法。
每个进程都被分配一个时间片,在该时间片结束时,操作系统会强制暂停进程的执行,将CPU时间分配给下一个进程执行。
这种算法可以保证每个进程都有机会得到尽可能的执行时间,而且能够避免长时间的等待。
5. 高响应比优先(HRRN)算法HRRN算法是一种综合了SJF和优先级算法的综合调度算法。
操作系统进程调度模拟算法附源码
先来先服务(FCFS)
定义:按照进程到 达的先后顺序进行 调度
优点:实现简单, 适用于CPU繁忙型 进程
缺点:等待时间较 长,可能导致饥饿 现象
适用场景:适用于 CPU密集型进程, 不适用于I/O密集 型进程
最短作业优先(SJF)
定义:按照作业的估计运行时间进行排序,选择最短作业优先执行 优点:响应时间快,作业平均等待时间少 缺点:存在饥饿现象,长作业可能长时间得不到执行 适用场景:适用于作业量较大且作业到达时间间隔较长的情况
Part Five
模拟实验结果及分 析
实验环境及参数设置
处理器:Intel Core i78700K
操作系统:Linux
内存:16GB DDR4 硬盘:256GB SSD
实验结果展示
实验数据:模拟算法在不同情况下的运行结果 数据分析:对实验数据进行分析,得出结论 结果对比:将模拟算法与实际操作系统进行对比,分析差异 结果展示:以图表、表格等形式展示实验结果
优先级调度算法
定义:根据进 程的优先级进 行调度,优先 级高的进程优 先获得处理器
资源
分类:静态优 先级调度算法 和动态优先级
调度算法
静态优先级调 度算法:优先 级在进程创建 时就确定,且 在运行过程中
保持不变
动态优先级调 度算法:优先 级根据进程的 行为和需求动
态调整
轮转法(RR)
定义:轮转法是 一种简单且常用 的进程调度算法, 也称为循环调度
算法。
原理:按照进程 到达的先后顺序, 按照固定的时间 片进行循环调度。
特点:每个进程 分配一个固定时 间片,时间片用 完后自动切换到 下一个进程,如 果时间片未用完, 则一直运行直到
进程调度算法模拟实验报告
竭诚为您提供优质文档/双击可除进程调度算法模拟实验报告篇一:操作系统进程调度算法模拟实验报告进程调度算法模拟专业:xxxxx学号:xxxxx姓名:xxx实验日期:20xx年xx月xx日一、实验目的通过对进程调度算法的模拟加深对进程概念和进程调度算法的理解。
二、实验要求编写程序实现对5个进程的调度模拟,要求至少采用两种不同的调度算法分别进行模拟调度。
三、实验方法内容1.算法设计思路将每个进程抽象成一个控制块pcb,pcb用一个结构体构建一个进程调度类。
将进程调度的各种算法分装在一个类中。
类中存在三个容器,一个保存正在或未进入就绪队列的进程,一个保存就绪的进程,另一个保存已完成的进程。
还有一个pcb实例。
主要保存正在运行的进程。
类中其他方法都是围绕这三个容器可以这个运行中的pcb展开。
主要用到的技术是sTL中的vector以维护和保存进程容器、就绪容器、完成容器。
当程序启动时,用户可以选择不同的调度算法。
然后用户从控制台输入各个进程的信息,这些信息保存到进程容器中。
进程信息输入完毕后,就开始了进程调度,每调度一次判断就绪队列是否为空,若为空则系统时间加一个时间片。
判断进程容器中是否有新的进程可以加入就绪队列。
2.算法流程图主程序的框架:();//先来先服务();//最短进程优先调度//简单时间片轮转//最高优先数优先//输入进程信息();.m_waitQueue.empty()||.m_processQueue.empt() ();进程调度过程:;3.算法中用到的数据结构structfcfs{//先来先服务算法从这里开始charname[10];floatarrivetime;floatservicetime;float starttime;floatfinishtime;floatzztime;floatdqzztime;};//定义一个结构体,里面包含的有一个进程相关的信息4.主要的常量变量vector m_processQueue;//进程输入队列vector m_waitQueue;//进程就绪队列vectorm_FinishQueue;//完成队列vect(:进程调度算法模拟实验报告)or ::iteratorm_iter;//迭代器pcbm_runprocess;//运行中的进程intm_processcount;//进程数floatm_RunTime;//运行时间intm_tagIsRun;//是否在运行标志。
进程调度模拟算法
进程调度模拟算法
进程调度模拟算法是操作系统中重要的一部分,其目的
是使多个进程在共享资源的情况下,按照一定的规则和算法
进行调度,以达到系统的最优性能和响应速度。
下面是关于
进程调度模拟算法的参考内容:
1. 进程调度算法的分类
进程调度算法可以分为以下几类:
(1) 非抢占式调度算法
(2) 抢占式调度算法
(3) 最佳优先算法
(4) 时间片轮转算法
(5) 多级反馈队列算法
(6) 最短作业优先算法
(7) 最短剩余时间优先算法
2. 进程调度算法的评价指标
进程调度算法的评价指标主要包括以下几个方面:
(1) CPU利用率:即系统中CPU处于忙碌状态的时间比例,利用率越高,系统的效率越高。
(2) 吞吐量:即单位时间内完成的进程数目,吞吐量越高,系统的效率越高。
(3) 周转时间:即从作业提交到作业完成所经过的时间,周转时间越短,系统的效率越高。
(4) 等待时间:即作业在等待CPU资源的时间,等待时间越短,系统的效率越高。
3. 进程调度算法的实现
进程调度算法的实现需要考虑以下几个方面:
(1) 进程的状态转换
(2) 进程优先级的计算
(3) 进程的就绪队列
(4) 进程的阻塞队列
(5) 进程的时间片
(6) 进程调度的算法
4. 进程调度算法的使用场景
不同的进程调度算法适用于不同的场景,需要根据系统的需求和特点进行选择。
举例来说,最短作业优先算法适用于CPU繁忙的场景,而时间片轮转算法适用于同时有多个进程需要处理的场景。
总之,进程调度算法是操作系统中的重要组成部分,对于系统的性能和响应速度都有着关键作用。
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操作系统——项目文档报告进程调度算法专业:班级:指导教师:姓名:学号:一、核心算法思想1.先来先服务调度算法先来先服务调度算法是一种最简单的调度算法,该算法既可以用于作业调度,也可用于进程调度。
当在作业调度中采用该算法时,每次调度都是从后备作业队列中选择一个或多个最先进入该队列的作业,将他们调入内存,为它们分配资源、创建进程,然后放入就绪队列。
在进程调度中采用FCFS算法时,则每次调度是从就绪队列中选择一个最先进入该队列的进程,为之分配处理机,使之投入运行。
该进程一直运行到完成或发生某事件而阻塞后才放弃处理机。
FCFS算法比较有利于长作业(进程),而不利于短作业(进程)。
2.短作业(进程)优先调度算法短作业(进程)优先调度算法SJ(P)F,是指对短作业或短进程优先调度的算法。
它们可以分别用于作业调度和进程调度。
短作业优先(SJF)的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。
而短进程(SPF)调度算法则是从就绪队列中选出一个估计运行时间最短的进程,将处理机分配给它,使它立即执行并一直执行到完成,或发生某事件而被阻塞放弃处理机再重新调度。
SJ(P)F调度算法能有效地降低作业(进程)的平均等待时间,提高系统吞吐量。
该算法对长作业不利,完全未考虑作业的紧迫程度。
3.高响应比优先调度算法在批处理系统中,短作业优先算法是一种比较好的算法,其主要不足之处是长作业的运行得不到保证。
如果我们能为每个作业引人动态优先权,并使作业的优先级随着等待时间的增加而以速率a提高,则长作业在等待一定的时间后,必然有机会分配到处理机。
该优先权的变化规律可描述为:优先权=(等待时间+要求服务时间)/要求服务时间即优先权=响应时间/要求服务时间如果作业的等待时间相同,则要求服务的时间越短,其优先权越高,因而该算法有利于短作业。
当要球服务的时间相同时,作业的优先权决定于其等待时间,等待时间越长,优先权越高,因而它实现的是先来先服务对于长作业,作业的优先级可以随着等待时间的增加而提高,当其等待时间足够长时,其优先级便可以升到很高,从而也可获得处理机。
4.时间片轮转算法在时间片轮转算法中,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。
当执行的时间片用完时,由一个计数器发出时钟中断请求,调度程序便据此信号来停止该进程的执行,并将它送往就绪队列的末尾;然后,再把处理机分配给就绪队列中新的队首进程,同时也让它执行一个时间片。
这样就可以保证就绪队列中的所有进程在一给定的时间内均能获得一时间片的处理机执行时间。
换言之,系统能在给定的时间内响应所有用户的请求。
二、核心算法流程图1.先来先服务算法流程图2.短进程优先算法3.时间片轮转算法4.髙响应比优先算法四、源代码下面给出的是用C实现程序的源代码:#include<>#include <>#include <>typedef struct pcb{int name;int needtime;int arrivetime;int pri;int state;int cputime;}plist;void action(plist * nowpro);void action(plist * nowpro){delay(1000);printf("now is process %d ",nowpro->name);nowpro->needtime--;if(nowpro->needtime==0){printf(" the process %d is end\n",nowpro->name);/* nowpro->state=1; */printf("-----------------------------\n");}else{printf("process %d needtime is %d\n",nowpro->name,nowpro->needtime);printf("-----------------------------\n");}}void creatpro(int n,plist * process ){int j;for(j=0;j<n;j++){process[j].name= j;process[j].needtime=rand()%10+1;process[j].arrivetime=rand()%10;process[j].pri=rand()%4;process[j].state=0;process[j].cputime=0;}}void show( int n,plist * process){int j;for (j=0 ;j<n;j++){printf("name of process%d\t",process[j].name);printf("needtime %d\t",process[j].needtime);printf("arrivetime %d\t",process[j].arrivetime);printf("pri %d\n",process[j].pri);printf("state %d\t",process[j].state);printf("cputime %d\n",process[j].cputime);}}void main(){void creatpro(int n,plist * process );void show( int n,plist * process);void fcfs(int n,plist * process);void sjf(int n,plist * process);void rr(int n,plist * pro1);void hrrn(int n,plist * pro1);int n; /*the number of process*/int k;plist process[10];printf("please input the number of process from 0 to 10\n");scanf("%d",&n);creatpro(n,process);show(n,process);printf("please choose the what you want to use\n");printf("1 FCFS\t 2 SJF\t 3 HRRN\t 4 RR\n");scanf("%d",&k);switch(k){case 1: fcfs(n,process); break;case 2: sjf(n,process); break;case 3: hrrn(n,process); break;case 4: rr(n,process); break;default : break;}getch();}void fcfs(int n,plist * pro1){void show( int n,plist * process);int i,j,k;int m=0;int time;plist temp;plist pro2[10];for(i=0;i<n;i++){k=0;while(pro1[k].state==1){k++;}temp=pro1[k];for(j=k+1;j<n;j++){if>pro1[j].arrivetime&&pro1[j].state!=1){temp=pro1[j];k=j;}}pro2[m++]=temp;pro1[k].state=1;}show(n,pro2);for(i=0;i<n;i++){while(pro2[i].needtime>0){action(&pro2[i]);}}}void sjf(int n,plist * pro1){void show( int n,plist * process);int i,j,k;int m=0;plist temp;plist pro2[10];for(i=0;i<n;i++){k=0;while(pro1[k].state==1){k++;}temp=pro1[k];for(j=k+1;j<n;j++){if>pro1[j].needtime&&pro1[j].state!=1){temp=pro1[j];k=j;}}pro2[m++]=temp;pro1[k].state=1;}show(n,pro2);for(i=0;i<n;i++){while(pro2[i].needtime>0){action(&pro2[i]);}}}void rr(int n,plist * pro1){void show( int n,plist * process);int i,j,k;int m=0;int time;plist temp;plist pro2[10];for(i=0;i<n;i++){k=0;while(pro1[k].state==1){k++;}temp=pro1[k];for(j=k+1;j<n;j++){if>pro1[j].arrivetime&&pro1[j].state!=1){temp=pro1[j];k=j;}}pro2[m++]=temp;pro1[k].state=1;}show(n,pro2);time=pro2[0].needtime;for(i=0;i<n;i++){if(time<pro2[i].needtime){time=pro2[i].needtime;}}while(time>0){for(i=0;i<n;i++){if(pro2[i].needtime>0){action(&pro2[i]);}}time--;}}void hrrn(int n,plist * pro1){int cal(int a ,plist * pro2);int i,k,j,m;int curtime=0;plist temp;for(i=0;i<n;i++){k=0;while(pro1[k].state==1){k++;}temp=pro1[k];m=cal(curtime,&temp);for(j=0;j<n;j++){if(pro1[j].state!=1){pro1[j].pri=cal(curtime,&pro1[j]);if(m>pro1[j].pri){temp=pro1[j];m=pro1[j].pri;k=j;}}}while(pro1[k].needtime>0){action(&pro1[k]);curtime++;}pro1[k].state=1;}}int cal(int a ,plist * pro2){int pr;if((a-pro2->arrivetime)<=0){ pr=1; }else{pr=(a-pro2->arrivetime+pro2->needtime)/pro2->needtime;}return pr;}五、运行结果1.先来先服务算法运行结果短进程优先算法运行结果3.髙相应比优先算法运行结果4.时间片轮转算法运行结果六、心得体会课程设计结束了,在这次的课程设计中不仅检验了我所学习的知识,也培养了我如何去做一件事情,又如何完成一件事情的能力。