优先级队列
pq队列和wfq队列调度机制
一、概述随着网络技术的不断发展，网络传输数据的速度和质量日益成为关注的焦点。
而在网络数据传输过程中，如何合理调度传输队列中的数据包成为网络工程师们亟待解决的问题之一。
在这样的背景下，pq队列和wfq队列调度机制应运而生，它们分别针对不同的网络传输需求，有着自己独特的优势和特点。
本文将就pq队列和wfq队列调度机制进行深入探讨，以期对网络传输技术有所裨益。
二、pq队列调度机制1. pq队列的概念pq队列，即优先级队列调度机制（Priority Queue），是一种基于数据包优先级进行调度的队列管理技术。
在网络数据传输过程中，不同数据包往往具有不同的优先级，例如语音数据和视瓶数据的优先级往往比普通数据要高。
pq队列通过识别不同数据包的优先级，将优先级高的数据包放置在队列的前面，以确保这些数据包能够优先得到传输，满足网络传输的实时性需求。
2. pq队列的优点① 实时传输能力强：由于pq队列能够识别不同数据包的优先级，因此能够更好地满足实时传输的需求，确保重要数据包的及时传输。
② 灵活性高：pq队列可以根据网络的实际需求进行灵活调整，以满足不同优先级数据包的传输要求。
③ 适用范围广：pq队列适用于各种传输场景，包括语音传输、视瓶传输和普通数据传输等。
三、wfq队列调度机制1. wfq队列的概念wfq队列，即加权公平队列调度机制（Weighted F本人r Queuing），是一种基于数据包加权公平调度的队列管理技术。
在网络数据传输过程中，wfq队列通过为不同数据包分配不同的权重，以实现对数据包的公平调度，并确保每个数据包都能够得到相应的传输带宽，达到网络传输的公平性和均衡性。
2. wfq队列的优点① 公平性强：wfq队列能够为不同数据包分配不同的权重，因此能够更公平地调度数据包的传输，避免某些数据包过度占用传输带宽，影响其他数据包的传输效果。
② 均衡性好：由于wfq队列能够有效地分配传输带宽，因此能够在保证公平性的确保网络传输的均衡性，提高网络传输的整体效率。
c语言 优先级算法
C语言优先级算法1. 什么是优先级算法在计算机科学中，优先级算法是一种用于确定任务执行顺序的方法。
它基于任务的优先级来决定哪个任务应该首先执行，哪个任务应该等待。
在C语言中，优先级算法可以应用于多线程编程、操作系统调度等领域。
2. 优先级算法的原理优先级算法的原理是通过为每个任务分配一个优先级值，并根据这些值来决定任务的执行顺序。
通常，优先级值越高的任务会被优先执行。
在C语言中，可以使用整型变量来表示任务的优先级，一般情况下，较小的值表示较高的优先级。
3. 优先级算法的实现3.1 优先级队列优先级队列是一种数据结构，用于存储任务及其对应的优先级值。
在C语言中，可以使用数组或链表来实现优先级队列。
数组实现的优先级队列具有固定大小，而链表实现的优先级队列可以动态调整大小。
3.1.1 数组实现#define MAX_SIZE 100typedef struct {int priority;// 其他任务相关的数据} Task;Task priorityQueue[MAX_SIZE];int size = 0;void enqueue(Task task) {if (size == MAX_SIZE) {// 队列已满，无法入队return;}int i;for (i = size - 1; i >= 0; i--) {if (priorityQueue[i].priority > task.priority) {priorityQueue[i + 1] = priorityQueue[i];} else {break;}}priorityQueue[i + 1] = task;size++;}Task dequeue() {if (size == 0) {// 队列为空，无法出队return;}Task task = priorityQueue[0];int i;for (i = 1; i < size; i++) {priorityQueue[i - 1] = priorityQueue[i];}size--;return task;}3.1.2 链表实现typedef struct Node {Task task;struct Node* next;} Node;Node* head = NULL;void enqueue(Task task) {Node* newNode = (Node*)malloc(sizeof(Node));newNode->task = task;newNode->next = NULL;if (head == NULL) {head = newNode;} else if (task.priority < head->task.priority) { newNode->next = head;head = newNode;} else {Node* current = head;while (current->next != NULL && current->next->task.priority <= task.p riority) {current = current->next;}newNode->next = current->next;current->next = newNode;}}Task dequeue() {if (head == NULL) {// 队列为空，无法出队return;}Task task = head->task;Node* temp = head;head = head->next;free(temp);return task;}3.2 任务调度优先级算法的核心是任务调度，即根据任务的优先级来选择下一个要执行的任务。
堆 最大堆 最小堆 堆排序 优先队列
基本维护操作
MAX-HEAPIFY(i)
维护函数，接受一个父节点i
将父节点，子节点中的最大值
与父节点交换 向下递归
将一个无序数组变为一个最 大堆
For(i=n/2;i>=1;i--)
MAX_HEAPIFY(i)
4 1
2 14
8
4 2
1
3
16
5
3
9
6
10
7
8
9
7
10
交换 重复
插入
O(logn)
另一种建堆方法
从空堆开始
每次将新元素插入
删除
将堆顶元素取出
将末尾元素移至堆顶 对堆顶维护
删除
O(logn)
还有更高端的
二项堆
斐波那契堆 详见算导……
还有…..
STL!
关于堆的题目
Who's in the Middle
水题
据说连冒泡都能过………….. 仅当练习堆排序…………
4 1
14
4 2
1
3
16
5
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9
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2
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4 16
2
1
10
3
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4
1 8
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7
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8
7
10
4 16
空中交通自动化管理中飞机等待队列的排序算法
空中交通自动化管理中飞机等待队列的排序算法在空中交通自动化管理中，飞机等待队列的排序算法是非常重要的。
这些算法帮助优化飞机的起降顺序，以提高飞行效率和空中安全性。
以下是几种常见的排序算法，它们在空中交通自动化管理中广泛应用。
2. 最短作业优先 (Shortest-Job-Next, SJN)：这种算法根据每架飞机的预计等待时间进行排序，即等待时间最短的飞机先起飞或降落。
这种算法可以减少飞机的等待时间，提高整体运行效率。
然而，它需要准确的等待时间信息，这在实际应用中可能难以获得。
3. 轮转队列调度 (Round-Robin Scheduling)：这种算法将飞机按照其到达时间顺序组织成一个队列，并按照一定的时间片轮流为每架飞机提供服务。
当一个时间片结束时，未完成的任务将被放回队列的尾部，等待下一个时间片。
这种算法可以公平地分配资源，避免一些飞机长时间等待。
但是，在高负载的情况下，每架飞机只能获得有限的服务时间，可能导致飞机等待时间增加。
4. 优先级队列 (Priority Queue)：这是一种根据飞机的优先级进行排序的算法。
每架飞机被赋予一个优先级，优先级越高的飞机越优先起飞或降落。
优先级可以根据飞行任务的紧急性、航空公司的重要性或其他因素进行确定。
这种算法可以满足不同飞机的需求，并确保重要任务能够优先执行。
除了上述算法之外，还可以结合这些算法应用一些启发式算法，例如遗传算法、模拟退火算法等，以优化飞机等待队列的排序。
这些算法可以在考虑到多个因素的情况下找到更优的解，但是它们的计算复杂度较高，可能需要更多的计算资源。
需要注意的是，以上排序算法仅作为示例，并不是穷尽所有可用的排序算法。
在实际应用中，可以根据具体需求和场景选择合适的排序算法或结合多种算法，并通过模拟和实验来调整参数以优化效果。
空中交通自动化管理中的飞机等待队列的排序算法将会继续发展和改进，以应对新的挑战和需求。
数据结构优先队列图等总结及习题
优先队列、图等总结及习题一、优先队列1、定义优先队列（priority queue）是0个或多个元素的集合，每个元素都有一个优先权或值。
与FIFO结构的队列不同，优先队列中元素出队列的顺序由元素的优先级决定。
从优先队列中删除元素是根据优先权高或低的次序，而不是元素进入队列的次序.对优先队列执行的操作有:1)查找一个元素2)插入一个新元素3)删除一个元素2、描述线性表、堆、左高树（1）线性表⏹采用无序线性表描述最大优先队列公式化描述（利用公式Location(i)=i-1)◆插入：表的右端末尾执行，时间: Θ(1) ;◆删除:查找优先权最大的元素，时间:Θ(n) ;使用链表，◆插入：在链头执行，时间: Θ(1) ;◆删除: Θ(n) ;⏹采用有序线性表描述最大优先队列公式化描述（利用公式Location(i)=i-1，元素按递增次序排列)◆插入: O(n) ;删除: O(1) ;使用链表（按递减次序排列）插入: O(n) ;删除: O(1)（2）堆◆最大/最小树◆最大/最小堆初始化、插入、删除。
（3）左高树定义（重量优先、高度优先）；操作：创建、插入、删除。
3、应用（1）堆排序（2）哈夫曼编码（3）归并排序二、图1、定义⏹图(graph)是一个用线或边连接在一起的顶点或节点的集合。
G = (V,E)V 是顶点集. E是边集.顶点也叫作节点( nodes)和点(points).E中的每一条边连接V中两个不同的顶点。
边也叫作弧(arcs)或连线(lines) 。
可以用(i,j)来表示一条边，其中i和j是E所连接的两个顶点。
不带方向的边叫无向边(undirected edge)。
对无向边来说，(i,j)和(j,i)是一样的。
带方向的边叫有向边(directed edge)，而对有向边来说，(i,j)和(j,i)是不同的。
有向图、无向图、带权有向图、带权无向图2、描述邻接矩阵、邻接压缩表、邻接链表（1）邻接矩阵（2）邻接压缩表（3）邻接链表3、基本操作及应用（1）基本操作求是否存在边、顶点度数…,DFS、BFS（2）应用求路径、求连通分支、判别连通性…三、贪心算法1、单源最短路径2、拓扑排序3、最小耗费生成树四、分而治之1、快速排序2、归并排序习题：1、归并排序-优先队列练习232、已知图G 的邻接矩阵如下所示：由邻接矩阵画出相应的图G ；图中所有顶点是否都在它的拓扑有序序列中？⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡01000001010010103、分别用深度优先搜索和宽度优先搜索遍历下图所示的无向图，给出以1为起点的顶点访问序列（同一个顶点的多个邻接点，按数字顺序访问），给出一棵深度优先生成树和宽度优先生成树。
优先级队列 应用案例
优先级队列应用案例Priority queues are an essential data structure in computer science and find numerous applications in various fields. In the context of computer algorithms, a priority queue is a data structure that manages a set of elements based on their priorities. The elements with higher priorities are served before those with lower priorities. This feature makes priority queues an ideal choice for scenarios where some tasks need to be executed before others based on certain criteria.优先级队列在计算机科学中是一种重要的数据结构，在各个领域都有许多应用。
在计算算法的背景下，优先级队列是一种根据元素的优先级进行管理的数据结构。
具有较高优先级的元素在具有较低优先级的元素之前得到服务。
这个特性使优先级队列成为理想的选择，在某些任务需要根据特定标准在其他任务之前执行的情况下。
One common application of priority queues is in computer operating systems where processes are managed based on their priority levels. In this scenario, processes with higher priority levels are given more CPU time for execution, ensuring that critical tasks are handledpromptly. This helps in optimizing system performance and ensures that essential operations are completed in a timely manner.优先级队列的一个常见应用是在计算机操作系统中，其中进程根据其优先级级别进行管理。
wifi wmm参数
Wi-Fi WMM（Wi-Fi Multi-Media）是一种Wi-Fi标准，它支持多用户同时使用无线信道，并确保每个用户都能获得公平的带宽分配。
WMM通过优化数据包的优先级和带宽分配来提高网络性能，同时确保语音和视频等实时应用程序的流畅性。
以下是Wi-Fi WMM的主要参数：
1.优先级队列（Priority Queue）：WMM将数据包分为四个优先级队列，
每个队列具有不同的优先级。
高优先级队列包含语音和视频等实时数据包，而低优先级队列包含电子邮件和其他非实时数据包。
2.接入类别（Access Category）：WMM定义了四种接入类别，每种类别
对应一个优先级队列。
AC_VO（语音）和AC_VI（视频）是高优先级队列，而AC_BE（背景）和AC_BK（后台）是低优先级队列。
3.传输机会（TXOP）：WMM使用TXOP（传输机会）来分配每个队列的传
输时间。
TXOP定义了每个队列可以在无线信道上连续传输的时间窗口。
4.动态主机配置协议（DHCP）：DHCP用于自动分配IP地址和其他网络配
置信息给连接到Wi-Fi网络的设备。
WMM支持DHCP协议，以便为连接到Wi-Fi网络的设备分配IP地址。
5.安全机制：WMM支持多种安全机制，包括WEP、WPA和WPA2等加密
算法，以确保数据传输的安全性。
总之，Wi-Fi WMM通过优先级队列、接入类别、TXOP、DHCP和安全机制等参数来提高网络性能和确保公平的带宽分配，同时保护语音和视频等实时应用程序的流畅性。
fifo特点及种类
fifo特点及种类FIFO（First In, First Out）是一种常见的数据结构，也被称为先进先出队列。
它的特点是按照元素进入的顺序进行处理，最先进入的元素会最先被处理。
在计算机科学中，FIFO被广泛用于各种应用场景，如操作系统调度算法、缓存、队列等。
下面将详细介绍FIFO 的特点及种类。
一、FIFO的特点1. 先进先出：FIFO的最大特点就是按照元素进入的顺序进行处理，最先进入的元素会最先被处理。
类似于排队等候服务，先到先得。
2. 插入和删除高效：由于FIFO的特点是按照进入的顺序进行处理，插入和删除操作都是在队列的末尾进行的，因此插入和删除操作非常高效。
3. 可以用于有限空间的存储结构：FIFO可以用于解决有限空间的存储问题，当队列已满时，再插入新的元素会导致队列溢出。
4. 应用广泛：FIFO在计算机科学中有着广泛的应用，如操作系统调度算法中的进程调度、缓存中的置换算法等。
二、FIFO的种类1. 线性队列：线性队列是FIFO的最基本形式，它是一种线性的数据结构，可以使用数组或链表实现。
线性队列的特点是只能在队列的一端进行插入操作，而在另一端进行删除操作。
2. 循环队列：循环队列是线性队列的一种改进形式。
线性队列在进行删除操作时，需要将队列中的元素向前移动，导致效率较低。
而循环队列通过使用循环数组来实现，可以避免元素的移动，提高了删除操作的效率。
3. 阻塞队列：阻塞队列是一种特殊的队列，它在插入和删除操作时具有阻塞的特性。
当队列已满时，插入操作会被阻塞，直到队列中有空位。
当队列为空时，删除操作会被阻塞，直到队列中有元素。
4. 并发队列：并发队列是一种支持并发操作的队列，可以同时进行插入和删除操作。
在并发队列中，插入操作和删除操作可以在不同的线程中同时进行，从而提高了队列的处理效率。
5. 优先级队列：优先级队列是一种按照元素优先级进行处理的队列。
每个元素都有一个优先级，优先级高的元素先被处理。
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优先级队列（PQ ）【实验名称】优先级队列（PQ ）【实验目的】掌握优先级队列（PQ ）的原理及配置。
【背景描述】假设校园网通过一台路由器连接到校园外的另一台路由器上，现要在路由器上做适当配置，实现校园网内部主机与校园网外部主机的相互通信。
该网络存在的问题是：当校园网内部主机与校园网外部主机的相互通信时，内部主机访问外部网络的WWW 服务时，网络响应速度很慢。
本实验以2台R2624路由器为例，路由器分别为Router1和Router2，路由器之间通过串口采用V35 DCE/DTE 电缆连接 。
PC1的IP 地址和缺省网关分别为172.16.1.11和172.16.1.1，PC2的IP 地址和缺省网关分别为172.16.3.22和172.16.3.2 ，网络掩码都是255.255.255.0 。
【实现功能】实现网络的互连互通，从而实现信息的共享和传递，并且使内部主机对外部网络WWW 服务的访问得到应有的服务质量。
【实验拓扑】【实验设备】R2624（2台）、V35 DTE 线缆（1根）、V35 DCE 线缆（1根）【实验步骤】第一步：在路由器Router1上配置接口的IP 地址和串口上的时钟频率Router1(config)# interface fastethernet 0 ！进入接口F0的配置模式Router1(config-if)# ip address 172.16.1.1 255.255.255.0 ！配置路由器接口F0的IP 地址 Router1(config)# no shutdown ！开启路由器fastethernet0接口!Router1(config)# interface serial 0 ！进入接口S0配置模式Router1(config-if)# ip address 172.16.2.1 255.255.255.0 ！配置路由器接口S0的IP 地址 Router1(config-if)#clock rate 64000 ！配置Router1的时钟频率（DCE ）172.16.1.0/24PC1 PC2172.16.2.0/24 172.16.3.0/24 .1 .11.1 .2 .2 .22 Router1 Router2Router1(config)# no shutdown ！开启路由器fastethernet0接口验证测试：验证路由器接口的配置Router1#show ip interface briefInterface IP-Address OK? Method Status Protocol FastEthernet0 172.16.1.1 YES manual up up Serial0 172.16.2.1 YES manual down down Serial1 unassigned YES unset administratively down downRouter1#show interface serial 0Serial0 is down, line protocol is downHardware is HDLC4530AInternet address is 172.16.2.1/24MTU 1500 bytes, BW 2048 Kbit, DL Y 20000 usec, rely 255/255, load 1/255 Encapsulation HDLC, loopback not set, keepalive set (10 sec)Last input never, output never, output hang neverLast clearing of "show interface" counters neverInput queue: 0/75/0 (size/max/drops); Total output drops: 0Queueing strategy: weighted fairOutput queue: 0/64/0 (size/threshold/drops)Conversations 0/0 (active/max active)Reserved Conversations 0/0 (allocated/max allocated)5 minute input rate 0 bits/sec, 0 packets/sec5 minute output rate 0 bits/sec, 0 packets/sec0 packets input, 0 bytes, 0 no bufferReceived 0 broadcasts0 input errors, 0 CRC, 0 frame, 0 overrun, 0 ignored, 0 abort0 packets output, 0 bytes, 0 underruns0 output errors, 0 collisions, 8 interface resets0 output buffer failures, 0 output buffers swapped out0 carrier transitionsDCD=down DSR=down DTR=down RTS=down CTS=down第二步：在路由器Router1上配置静态路由Router1(config)#ip route 172.16.3.0 255.255.255.0 172.16.2.2或Router1(config)#ip route 172.16.3.0 255.255.255.0 serial 0验证测试：验证Router1上的静态路由配置Router1#show ip routeCodes: C - connected, S - static, R - RIPO - OSPF, IA - OSPF inter areaE1 - OSPF external type 1, E2 - OSPF external type 2Gateway of last resort is not set172.16.0.0/24 is subnetted, 1 subnetsC 172.16.1.0 is directly connected, FastEthernet0C 172.16.2.0 is directly connected, Serial0S 172.16.3.0/24 [1/0] via 172.16.2.2第三步：在路由器Router2上配置接口的IP地址和串口上的时钟频率Router2(config)# interface fastethernet 0 ！进入接口F0的配置模式Router2(config-if)# ip address 172.16.3.2 255.255.255.0 ！配置路由器接口F0的IP地址Router2(config)# no shutdown ！开启路由器fastethernet0接口!Router2(config)# interface serial 0 ！进入接口S0配置模式Router2(config-if)# ip address 172.16.2.2 255.255.255.0 ！配置路由器接口S0的IP地址Router2(config)# no shutdown ！开启路由器fastethernet0接口验证测试：验证路由器接口的配置Router2#show ip interface briefInterface IP-Address OK? Method Status ProtocolFastEthernet0 172.16.3.2 YES manual up upSerial0 172.16.2.2 YES manual up upSerial1 unassigned YES unset administratively down downRouter2#show interface serial 0Serial0 is up, line protocol is upHardware is HDLC4530AInternet address is 172.16.2.2/24MTU 1500 bytes, BW 2048 Kbit, DL Y 20000 usec, rely 255/255, load 1/255 Encapsulation HDLC, loopback not set, keepalive set (10 sec)Last input never, output never, output hang neverLast clearing of "show interface" counters neverInput queue: 0/75/0 (size/max/drops); Total output drops: 0Queueing strategy: weighted fairOutput queue: 0/64/0 (size/threshold/drops)Conversations 0/0 (active/max active)Reserved Conversations 0/0 (allocated/max allocated)5 minute input rate 0 bits/sec, 0 packets/sec5 minute output rate 0 bits/sec, 0 packets/sec0 packets input, 0 bytes, 0 no bufferReceived 0 broadcasts0 input errors, 0 CRC, 0 frame, 0 overrun, 0 ignored, 0 abort0 packets output, 0 bytes, 0 underruns0 output errors, 0 collisions, 8 interface resets0 output buffer failures, 0 output buffers swapped out0 carrier transitionsDCD=up DSR=up DTR=up RTS=up CTS=up第四步：在路由器Router2上配置静态路由Router2(config)#ip route 172.16.1.0 255.255.255.0 172.16.2.1或Router2(config)#ip route 172.16.3.0 255.255.255.0 serial 0验证测试：验证Router2上的静态路由配置Router2#show ip routeCodes: C - connected, S - static, R - RIPO - OSPF, IA - OSPF inter areaE1 - OSPF external type 1, E2 - OSPF external type 2Gateway of last resort is not set172.16.0.0/24 is subnetted, 1 subnetsC 172.16.3.0 is directly connected, FastEthernet0C 172.16.2.0 is directly connected, Serial0S 172.16.1.0/24 [1/0] via 172.16.2.1第五步：测试网络的互连互通性C:\>ping 172.16.3.22 ！从PC1 ping PC2Pinging 172.16.3.22 with 32 bytes of data:Reply from 172.16.3.22: bytes=32 time<10ms TTL=126Reply from 172.16.3.22: bytes=32 time<10ms TTL=126Reply from 172.16.3.22: bytes=32 time<10ms TTL=126Reply from 172.16.3.22: bytes=32 time<10ms TTL=126C:\>ping 172.16.1.11 ！从PC2 ping PC1Pinging 172.16.1.11 with 32 bytes of data:Reply from 172.16.1.11: bytes=32 time<10ms TTL=126Reply from 172.16.1.11: bytes=32 time<10ms TTL=126Reply from 172.16.1.11: bytes=32 time<10ms TTL=126Reply from 172.16.1.11: bytes=32 time<10ms TTL=126第六步：PC2需要安装Win2000 Server系统，并且将其配置为telnet服务器，FTP服务器，WWW服务器第七步：从PC1对PC2进行WWW访问，同时从PC2中复制文件，观察WWW的响应效果第八步：在Router1上定义PQRouter1(config)#priority-list 1 protocol ip high tcp www ！将WWW应用的数据流放入high队列Router1(config)#priority-list 1 protocol ip medium tcp telnet ！将Telnet应用的数据流放入medium队列Router1(config)#priority-list 1 protocol ip normal tcp ftpRouter1(config)#priority-list 1 protocol ip normal tcp ftp-data ！将Ftp应用的数据流放入normal队列Router1(config)#priority-list 1 default low ！将未指定的数据流放入low队列第八步：在Router1的W AN0接口上启用PQRouter1(config)# interface serial 0 ！进入接口S0配置模式Router1(config-if)#priority-group 1 ！启用优先级队列验证测试：Router1#show interfaces serial 0Serial0 is up, line protocol is upHardware is HDLC4530AMTU 1500 bytes, BW 2048 Kbit, DL Y 20000 usec, rely 255/255, load 1/255 Encapsulation HDLC, loopback not set, keepalive set (10 sec)Last input never, output never, output hang neverLast clearing of "show interface" counters neverInput queue: 0/75/0 (size/max/drops); Total output drops: 0Queueing strategy: priority-list 1Output queue: high 0/20/0, medium 0/40/0, normal 0/60/0, low 0/80/05 minute input rate 0 bits/sec, 0 packets/sec5 minute output rate 0 bits/sec, 0 packets/sec0 packets input, 0 bytes, 0 no bufferReceived 0 broadcasts0 input errors, 0 CRC, 0 frame, 0 overrun, 0 ignored, 0 abort0 packets output, 0 bytes, 0 underruns0 output errors, 0 collisions, 7 interface resets0 output buffer failures, 0 output buffers swapped out0 carrier transitionsDCD=up DSR=up DTR=up RTS=up CTS=up第九步：从PC1对PC2进行WWW访问，同时从PC2中复制文件，再次观察WWW的响应效果【注意事项】●如果两台路由器通过串口直接互连，则必须在其中一端设置时钟频率（DCE）；●实验效果可能不十分明显。