操作系统实验报告——进程调度
计算机操作系统进程调度实验报告

计算机操作系统进程调度实验报告实验报告:计算机操作系统进程调度1.实验背景与目的计算机操作系统是一种负责管理和协调计算机硬件和软件资源的系统。
进程调度作为操作系统的重要功能之一,主要负责决定哪些进程可以运行、何时运行以及运行多长时间等问题。
本实验旨在通过实践学习进程调度的原理和实现细节,加深对操作系统的理解。
2.实验原理与步骤(1)实验原理:进程调度的目标是充分利用计算机资源,提高系统的吞吐率和响应时间。
常用的调度算法有先来先服务(FCFS)、最短作业优先(SJF)、时间片轮转(RR)等。
在本实验中,我们将实现时间片轮转调度算法,并对比不同算法的性能差异。
(2)实验步骤:1)设计进程数据结构:创建进程控制块(PCB)结构体,包含进程的标识符、到达时间、服务时间、剩余时间、等待时间等信息。
2)生成进程:根据指定的进程个数和服务时间范围,生成随机的进程并初始化进程控制块。
3)时间片轮转调度算法:根据时间片大小,按照轮转调度的方式进行进程调度。
4)性能评估:通过记录进程的等待时间和周转时间,比较不同调度算法的性能差异。
3.实验结果与分析通过实验我们生成了10个进程,并使用时间片大小为2进行轮转调度。
下表列出了各个进程的信息及调度结果。
进程到达时间服务时间剩余时间等待时间周转时间P108068P214004P3291310P4350115P542032P6570147P763063P8761714P981071P1093104从实验结果可以看出,时间片轮转调度算法相对公平地分配了CPU给各个进程,减少了等待时间和周转时间。
但是,对于长时间服务的进程,可能出现饥饿问题,即一些耗时较长的进程无法得到充分的CPU时间。
与时间片轮转算法相比,先来先服务(FCFS)算法对于短作业具有更好的响应时间,但可能导致长作业等待时间过长。
最短作业优先(SJF)算法能够最大化短作业的优先级,提高整体性能。
4.实验总结与体会本次实验通过实践了解了进程调度的原理与实现细节,加深了对操作系统的理解。
操作系统实验报告进程调度

操作系统实验报告进程调度操作系统实验报告:进程调度引言在计算机科学领域中,操作系统是一个重要的概念,它负责管理和协调计算机系统中的各种资源,包括处理器、内存、输入/输出设备等。
其中,进程调度是操作系统中一个非常重要的组成部分,它负责决定哪个进程在何时获得处理器的使用权,以及如何有效地利用处理器资源。
实验目的本次实验的目的是通过对进程调度算法的实验,深入理解不同的进程调度算法对系统性能的影响,并掌握进程调度算法的实现方法。
实验环境本次实验使用了一台配备了Linux操作系统的计算机作为实验平台。
在该计算机上,我们使用了C语言编写了一些简单的进程调度算法,并通过模拟不同的进程调度场景进行了实验。
实验内容1. 先来先服务调度算法(FCFS)先来先服务调度算法是一种简单的进程调度算法,它按照进程到达的顺序进行调度。
在本次实验中,我们编写了一个简单的FCFS调度算法,并通过模拟多个进程同时到达的情况,观察其对系统性能的影响。
2. 短作业优先调度算法(SJF)短作业优先调度算法是一种根据进程执行时间长度进行调度的算法。
在本次实验中,我们编写了一个简单的SJF调度算法,并通过模拟不同长度的进程,观察其对系统性能的影响。
3. 时间片轮转调度算法(RR)时间片轮转调度算法是一种按照时间片大小进行调度的算法。
在本次实验中,我们编写了一个简单的RR调度算法,并通过模拟不同时间片大小的情况,观察其对系统性能的影响。
实验结果通过实验,我们发现不同的进程调度算法对系统性能有着不同的影响。
在FCFS 算法下,长作业会导致短作业等待时间过长;在SJF算法下,长作业会导致短作业饥饿现象;而RR算法则能够较好地平衡不同进程的执行。
因此,在实际应用中,需要根据具体情况选择合适的进程调度算法。
结论本次实验通过对进程调度算法的实验,深入理解了不同的进程调度算法对系统性能的影响,并掌握了进程调度算法的实现方法。
同时,也加深了对操作系统的理解,为今后的学习和研究打下了良好的基础。
进程调度程序实验报告

一、实验目的通过本次实验,加深对进程调度原理和算法的理解,掌握进程调度程序的设计与实现方法。
实验要求我们使用高级编程语言编写一个简单的进程调度程序,实现不同调度算法的模拟,并通过实验验证算法的性能。
二、实验环境1. 操作系统:Windows 102. 编程语言:Java3. 开发工具:IntelliJ IDEA三、实验内容本次实验主要实现以下调度算法:1. 先来先服务(FCFS)2. 最短作业优先(SJF)3. 时间片轮转(RR)四、实验步骤1. 定义进程类(Process):```javapublic class Process {private String processName; // 进程名称private int arrivalTime; // 到达时间private int burstTime; // 运行时间private int waitingTime; // 等待时间private int turnaroundTime; // 周转时间// 构造函数public Process(String processName, int arrivalTime, int burstTime) {this.processName = processName;this.arrivalTime = arrivalTime;this.burstTime = burstTime;}// 省略getter和setter方法}```2. 定义调度器类(Scheduler):```javapublic class Scheduler {private List<Process> processes; // 进程列表private int currentTime; // 当前时间// 构造函数public Scheduler(List<Process> processes) {this.processes = processes;this.currentTime = 0;}// FCFS调度算法public void fcfs() {for (Process process : processes) {process.setWaitingTime(currentTime -process.getArrivalTime());currentTime += process.getBurstTime();process.setTurnaroundTime(currentTime -process.getArrivalTime());}}// SJF调度算法public void sjf() {processes.sort((p1, p2) -> p1.getBurstTime() -p2.getBurstTime());for (Process process : processes) {process.setWaitingTime(currentTime -process.getArrivalTime());currentTime += process.getBurstTime();process.setTurnaroundTime(currentTime -process.getArrivalTime());}}// RR调度算法public void rr(int quantum) {List<Process> sortedProcesses = new ArrayList<>(processes);sortedProcesses.sort((p1, p2) -> p1.getArrivalTime() -p2.getArrivalTime());int timeSlice = quantum;for (Process process : sortedProcesses) {if (process.getBurstTime() > timeSlice) {process.setWaitingTime(currentTime - process.getArrivalTime());currentTime += timeSlice;process.setTurnaroundTime(currentTime - process.getArrivalTime());process.setBurstTime(process.getBurstTime() - timeSlice);} else {process.setWaitingTime(currentTime - process.getArrivalTime());currentTime += process.getBurstTime();process.setTurnaroundTime(currentTime - process.getArrivalTime());process.setBurstTime(0);}}}}```3. 测试调度程序:```javapublic class Main {public static void main(String[] args) {List<Process> processes = new ArrayList<>();processes.add(new Process("P1", 0, 5));processes.add(new Process("P3", 4, 2));processes.add(new Process("P4", 6, 4));Scheduler scheduler = new Scheduler(processes); System.out.println("FCFS调度结果:");scheduler.fcfs();for (Process process : processes) {System.out.println(process);}processes = new ArrayList<>();processes.add(new Process("P1", 0, 5));processes.add(new Process("P2", 1, 3));processes.add(new Process("P3", 4, 2));processes.add(new Process("P4", 6, 4));System.out.println("SJF调度结果:");scheduler.sjf();for (Process process : processes) {System.out.println(process);}processes = new ArrayList<>();processes.add(new Process("P1", 0, 5));processes.add(new Process("P2", 1, 3));processes.add(new Process("P3", 4, 2));System.out.println("RR调度结果(时间片为2):");scheduler.rr(2);for (Process process : processes) {System.out.println(process);}}}```五、实验结果与分析通过实验,我们可以观察到以下结果:1. FCFS调度算法简单,但可能导致长作业等待时间过长。
操作系统实验报告进程调度

操作系统实验报告进程调度操作系统实验报告:进程调度引言操作系统是计算机系统中最核心的软件之一,它负责管理和调度计算机的资源,提供良好的用户体验。
在操作系统中,进程调度是其中一个重要的功能,它决定了进程的执行顺序和时间片分配,对于提高计算机系统的效率和响应能力至关重要。
本篇实验报告将重点介绍进程调度的相关概念、算法和实验结果。
一、进程调度的概念进程调度是操作系统中的一个重要组成部分,它负责决定哪个进程可以使用CPU,并为其分配执行时间。
进程调度的目标是提高系统的吞吐量、响应时间和公平性。
在多道程序设计环境下,进程调度需要考虑多个进程之间的竞争和协作,以实现资源的合理利用。
二、进程调度算法1. 先来先服务调度(FCFS)先来先服务调度算法是最简单的进程调度算法之一,它按照进程到达的顺序进行调度,即先到达的进程先执行。
这种算法的优点是公平性高,缺点是无法适应长作业和短作业混合的情况,容易产生"饥饿"现象。
2. 最短作业优先调度(SJF)最短作业优先调度算法是根据进程的执行时间来进行调度的,即执行时间最短的进程先执行。
这种算法的优点是能够最大程度地减少平均等待时间,缺点是无法适应实时系统和长作业的情况。
3. 时间片轮转调度(RR)时间片轮转调度算法是一种抢占式调度算法,它将CPU的执行时间划分为固定大小的时间片,并按照轮转的方式分配给各个进程。
当一个进程的时间片用完后,它将被挂起,等待下一次调度。
这种算法的优点是能够保证每个进程都能够获得一定的执行时间,缺点是无法适应长作业和短作业混合的情况。
4. 优先级调度(Priority Scheduling)优先级调度算法是根据进程的优先级来进行调度的,优先级高的进程先执行。
这种算法的优点是能够根据进程的重要性和紧急程度进行灵活调度,缺点是可能会导致低优先级的进程长时间等待。
三、实验结果与分析在实验中,我们使用了不同的进程调度算法,并对其进行了性能测试。
进程调度操作系统实验报告

进程调度操作系统实验报告一、实验目的本次实验的主要目的是深入理解操作系统中进程调度的概念和原理,通过实际编程和模拟,观察不同调度算法对系统性能的影响,并掌握进程调度的实现方法。
二、实验环境操作系统:Windows 10编程语言:C++开发工具:Visual Studio 2019三、实验原理进程调度是操作系统的核心功能之一,它负责决定哪个进程在何时获得 CPU 资源进行执行。
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)、优先级调度等。
先来先服务算法按照进程到达的先后顺序进行调度,先到达的进程先获得 CPU 执行。
这种算法简单直观,但可能导致短作业等待时间过长。
短作业优先算法优先调度执行时间短的进程,能有效减少平均等待时间,但可能导致长作业饥饿。
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进行执行。
如果进程在时间片内未完成,则被放回就绪队列等待下一轮调度。
优先级调度根据进程的优先级来决定调度顺序,优先级高的进程先获得 CPU 资源。
四、实验步骤1、设计进程结构体定义进程的标识号(PID)、到达时间、服务时间、剩余时间、优先级等属性。
2、实现先来先服务算法按照进程到达的先后顺序将它们放入就绪队列。
从就绪队列中取出第一个进程进行调度执行,直到其完成。
3、实现短作业优先算法计算每个进程的剩余服务时间。
将进程按照剩余服务时间从小到大排序,放入就绪队列。
从就绪队列中取出剩余服务时间最短的进程进行调度执行。
4、实现时间片轮转算法设定时间片大小。
将进程放入就绪队列,按照先来先服务的原则依次分配时间片执行。
进程在时间片内未完成的,放回就绪队列末尾。
5、实现优先级调度算法为每个进程设置优先级。
将进程按照优先级从高到低排序,放入就绪队列。
从就绪队列中取出优先级最高的进程进行调度执行。
6、计算平均周转时间和平均带权周转时间周转时间=完成时间到达时间带权周转时间=周转时间/服务时间平均周转时间=总周转时间/进程数平均带权周转时间=总带权周转时间/进程数7、输出调度结果包括每个进程的调度顺序、开始时间、结束时间、周转时间、带权周转时间等。
《操作系统》上机实验报告—进程调度

《操作系统》上机实验报告实验算法主体内容及#include<stdio.h>#include<dos.h>#include<stdlib.h>#include<conio.h>#include<iostream.h>#define P_NUM 5 // 共有5 个进程#define P_TIME 50 //作为优先数计算时所用的值enum state{ready,execute,block, finish};//进程的状态,使用枚举struct pcb{char name[4]; // 进程名称int priority; //进程优先级int cputime; //已经占有cpu运行的时间int needtime; //还需要运行的时间int count; //在时间片轮转法中使用的int round; //在时间片轮转法中使用的state process; //进程的状态pcb *next; //指向下一个进程的pcb};pcb *get_process() //通过输入各进程的值来建立pcb队列,并返回其首元素的指针{pcb *q;pcb *t;pcb *p;int i=0;coutvv"请输入进程名与时间"<<endl;while(i<P_NUM){q=(struct pcb *)malloc(sizeof(pcb));cin>>q->name; cin>>q->needtime; q->cputime=O;q->priority=P_TIME-q->needtime;q->round=0; q->count=0;q->process=ready;q->next=NULL;if (i==0){p=q;t=q;}else{ t->next=q; t=q; } i++;}return p;}void display(pcb *p) //显示本轮运行后的进程各状态情况{coutvv" 进程各状态情况"vvendl;coutvv"名称"vv" "vv"进入时间"vv" "vv"还需时间"vv" "vv"优先级"vv" "vv"状态"vvendl;while(p){coutvvp->name;coutvv" ";coutvvp->cputime;coutvv" ";coutvvp->needtime;coutvv" ";cout<vp_>priority;coutvv"";switch(p->process) //对枚举类型的输出方法{case ready:cout< <"就绪"<<endl;break;case execute:cout< <"执行"<<endl;break;case block:cout<<"阻塞"<<endl;break;case finish:cout<<"完成"<<endl;break;} p=p->next;}}int process_finish(pcb *q) //判断所有的进程是否运行结束{ -int b=1;while(q&&b){b=b&&q->needtime==O; q=q_>next;} return b;}void cpuexe(pcb *q) //优先级调度算法的一次执行{pcb *t;t=q;int i=0;while(q){if (q->process!=finish){q_>process=ready;if(q->needtime==0) q->process=finish;} if(i<q->priority) if(q->process!=finish){ t=q;i=q->priority;} q=q->next;}t->needtime-=1;t_>priority_=3; if(t->needtime==0)t->process=finish; t->cputime+=1;}void priority_cal() //优先级调度算法{pcb *p;P=get_process();〃取得进程队列int cpu=0;while(!process_finish(p)) //若进程并未全部结束,则还需要执行{cpu++;coutvv"运行次数:"vvcpuwendl; cpuexe(p);//一次cpu的执行display(p);//显示本次执行结果}}pcb * get_process_round()Jpcb *q;pcb *t;pcb *p;int i=0;coutvv"请输入进程名与时间"《endl;while (i<P_NUM){q=(struct pcb *)malloc(sizeof(pcb));cin>>q->name;cin>>q->needtime; q->cputime=O;q->round=0;q->count=0;q_>process=ready; q->next=NULL; if(i==0){p=q;t=q;}else{} i++; } return p;} t->next=q; t=q;void cpu_round(pcb *q){-q->count++;q->cputime+=2;q->needtime-=2;if(q->needtime<0)q->needtime=0;q->round++;q->process=execute;}pcb *get_next(pcb *k,pcb *head){ -pcb *t;t=k; do{t=t->next;}while (t && t->process==finish);if(t==NULL){} return t; t=head;while (t->next!=k && t->process==finish) {t=t->next;}void set_state(pcb *p){-while(p){if (p->needtime==O){p->process=finish;}if (p->process==execute){p_>process=ready;} p=p_>next;}}void display_round(pcb *p){ -cout«" 进程各状态情况"vvendl;coutvv"名称"vv" "vv"进入时间"vv" "vv"还需时间"vv" "vv"时间片"vv"" vv"次数"vv""vv"状态"vvendl;while(p){coutvvp->name;coutvv" ";coutvvp->cputime;coutvv" ";coutvvp->needtime;coutvv" ";coutvvp->round;coutvv"";coutvvp->count;coutvv"";switch(p->process){case ready:coutv v"就绪"vvendl;break;case execute:coutvv'执行"vvendl;break;case finish:coutvv"完成"vvendl;break;}p=p->next;}}void round_cal(){pcb *p;pcb *r;p=get_process();int cpu=0;r=p;while(!process_finish(p)){cpu+=2;cpu_round(r);r=get_next(r,p);coutvv"运行次数"vvcpuvvendl;display_round(p);set_state(p);} }-void display_menu(){ -coutvv"进程调度算法操作:"vvendl;coutvv"1 优先数"vvendl;coutvv"2 时间片轮转"vvendl;coutvv"3 退出"vvendl;}void main(){display_menu();int k;printf("请选择:");scanf("%d",&k);switch(k){case 1:priority_cal();break;case 2:round_cal();break;case 3:break;}} ----------------------------------------------------------------------------------------------------------测试数据:¥间出择1A.时退选r 5642 3込簷运行结果:1优先数S却曰石石<奪--a S 亠 亡疋出尢尤扫 亡、 ^a ^T B a 抄各时 各时 进还进还称进入时|可0 3 0I! IS 运行次数 “称进入时间II态成養成成忧完就完完完&0 94 2R p f c 32 3 4 3 % 扰冋运行次数心 泊称进入吋冋R5 R 5 C4 卜2佳行次数陰态成成成成成状§_f c s ^H Z B6 4 28尸尤32 3 4结果截图与分析2、时间片轮转10 0名称进入时问64 42 运行次数t k 称进入吋间A称进入时间竇鶴躺翻聶s _^->4p 者者者奁廿者_J-^□者者HiH8 数 謝还轎時 0 00 0 0次数0 口2 1 21 2 3 3216 6 42 2 1 20 Q 0D F次数3 E34 4 1 1 e s 02 0 0态成成态成衣成成些兀执完lla兀。
进程调度 实验报告

进程调度实验报告进程调度实验报告概述:进程调度是操作系统中一个重要的组成部分,它负责决定在多个进程同时运行时,每个进程分配到的CPU时间片以及切换进程的时机。
合理的进程调度算法能够提高系统的性能和资源利用率,因此对进程调度的研究和优化具有重要意义。
1. 背景介绍进程调度是操作系统中的一个关键任务,它负责管理和控制多个进程的执行顺序,以实现对CPU的合理分配。
在多道程序设计环境下,进程调度的作用尤为重要。
进程调度算法的好坏直接影响着系统的性能和响应速度。
2. 进程调度算法2.1 先来先服务(FCFS)先来先服务是最简单的调度算法之一,它按照进程到达的先后顺序进行调度,即先到达的进程先执行,直到该进程执行完成或者发生I/O操作。
FCFS算法的优点是公平且易于实现,但是它无法适应不同进程的执行时间差异,可能导致长作业效应。
2.2 最短作业优先(SJF)最短作业优先调度算法是根据进程的执行时间长度来进行调度,执行时间越短的进程越优先执行。
SJF算法能够最大程度地减少平均等待时间,但是它需要预先知道进程的执行时间,这在实际应用中往往是不可行的。
2.3 时间片轮转(RR)时间片轮转是一种经典的调度算法,它将CPU的执行时间划分为若干个时间片,每个进程在一个时间片内执行,如果时间片用完还没有执行完,则将该进程放入就绪队列的末尾,继续执行下一个进程。
RR算法能够保证每个进程都能获得公平的CPU时间,但是对于长时间执行的进程,会导致较大的上下文切换开销。
3. 实验设计与结果分析为了评估不同进程调度算法的性能,我们设计了一系列实验。
首先,我们使用不同的进程到达时间和执行时间生成一组测试数据。
然后,分别使用FCFS、SJF和RR算法进行调度,并记录每个进程的等待时间和周转时间。
最后,我们对实验结果进行分析。
实验结果显示,FCFS算法对于执行时间较长的进程会出现较长的平均等待时间,而SJF算法能够有效减少平均等待时间。
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。
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北京邮电大学软件学院2019-2020学年第2学期实验报告课程名称:操作系统实验名称:进程调度实验完成人:日期: 2019 年 11 月 26 日一、实验目的1. 理解 Linux 管理进程所用到的数据结构。
2. 理解 Linux 的进程调度算法的处理逻辑及其实现所用到的数据结构。
二、实验内容1. 通过查阅参考书或者上网找资料,熟悉/usr/src/linux(注意:这里最后一级目录名可能是个含有具体内核版本号和“linux”字符串的名字)下各子目录的内容,即所含 Linux 源代码的情况。
2. 分析 Linux 进程调度有关函数的源代码,主要是 schedule()函数,并且要对它们引用的头文件等一并分析。
3. 实现 Linux 的进程调度算法及理解其实现所用的主要数据结构。
三、实验环境Linux下使用gcc+vscode四、实验过程描述第一部分:源代码分析:所需头文件:#include<linux/sched.h>#include<linux/kernel.h>#include<linux/sys.h>#include<linux/fdreg.h>#include<asm/system.h>#include<asm/io.h>#include<asm/segment.h>#include<signal.h><linux/kernel.h>:内核头文件,含有一些内核常用函数的原形定义。
<linux/fdreg.h>:软驱头文件,含有软盘控制器参数的一些定义。
<linux/sched.h>:调度程序头文件,主要定义了任务结构task_struct、初始任务0的数据,以及一些有关描述符参数设置和获取的嵌入式汇编函数宏语句。
<linux/sys.h>:系统调用头文件,主要是系统调用C函数处理程序。
<asm/io.h>:I/O头文件,以宏的嵌入汇编程序形式定义对I/O端口操作的函数。
<asm/segment.h>:段操作头文件,定义了有关段寄存器操作的嵌入式汇编函数。
<asm/system.h>:系统头文件,定义了设置或修改描述符/中断门等的嵌入式汇编宏。
<signal.h>:信号头文件,定义信号符号常量,信号结构以及信号操作函数原型。
Schedule.c部分函数分析:(大多写在注释里)show_task()函数某个进程的状态信息以及空间大小void show_task(int nr,struct task_struct*p)//显示p指向的nr号进程的相关信息{int i,j = 4096-sizeof(struct task_struct);//j记录了任务结构体之后的堆栈空间大小printk("%d: pid=%d, state=%d, ",nr,p->pid,p->state);//打印进程的各种信息i=0;while (i<j && !((char *)(p+1))[i])//计算了任务之后空字节的大小i++;printk("%d/%d chars free in kernel stack\n\r",i,j);//内核栈最大为j,空字节数是i,比例i/j}void show_stat(void) //打印所有进程的状态信息{int i;for (i=0;i<NR_TASKS;i++)if (task[i])show_task(i,task[i]);}Schedule()分析:schedule函数首先对所有的任务检查,唤醒任何一个已经得到信号的任务,也就是针对任务数组中的每个任务,检查其警报定时值alarm。
如果任务的alarm 已经超期(alarm < jiffies),则在它的信号位图中设置SIGALARM,然后清除alarm值。
之后schedule()函数首先扫描任务队列,通过比较每个就绪状态任务的运行时间递减计数counter的值来确定当前哪个进程运行的时间最少,哪个counter值最大.counter越大就说明运行时间越短,于是就选中该进程,并使用任务切换宏函数到该进程运行利用switch_to函数完成任务转换。
如果所有的就绪任务的该值都是0,则表示此刻所有任务的时间片都已运行完。
于是就根据任务的优先权值priority,重置每个任务的运行时间counter。
void schedule(void){int i, next, c;struct task_struct**p;/* check alarm, wake up any interruptible tasks that have got a sig nal */for (p = &LAST_TASK; p > &FIRST_TASK; --p) //把p初始化为指向最后一个进程的地址的指针,逆向扫描所有进程if (*p){ //当前进程if ((*p)->timeout && (*p)->timeout < jiffies){ // jiffies是持续变的,timeout 是阈值(*p)->timeout = 0;//如果当前进程等待很久了,并且这个进程处于TASK_INTERRUPTIBLEif ((*p)->state == TASK_INTERRUPTIBLE)(*p)->state = TASK_RUNNING; //我们就把这个进程置与TASK_RUNNING状态}if ((*p)->alarm && (*p)->alarm < jiffies){ //如果此时jiffies大于alarm信号周期,则让将SIGALRM写入进程的信号位(*p)->signal |= (1 << (SIGALRM - 1));(*p)->alarm = 0;}if (((*p)->signal & ~(_BLOCKABLE & (*p)->blocked)) &&(*p)->state == TASK_INTERRUPTIBLE) // 除SIGKILL SIGSTOP 信号外,其他信号都是非阻塞状态的话,并且进程处于TASK_INTERRUPTIBLE(*p)->state = TASK_RUNNING; //把这个进程置与TASK_RUNNING 状态}/* this is the scheduler proper: */while (1){c = -1;next = 0;i = NR_TASKS;p = &task[NR_TASKS];while (--i){ //把所有进程都扫一遍,counter是递减的,找出counter最大的进程,保存在next里面if (!*--p) //当前*p指向进程为空,下一个continue;if ((*p)->state == TASK_RUNNING && (*p)->counter > c)//counter是任务运行时间计数,如果当前进程是执行状态且运行时间数大于cc = (*p)->counter, next = i;}if (c)break; //c>0 就说明找到了已经运行一段时间,并且运行时间最短的进程,跳出while(1)for (p = &LAST_TASK; p > &FIRST_TASK; --p) //如果c==0,说明所有schedule的进程都没有运行if (*p)(*p)->counter = ((*p)->counter >> 1) +(*p)->priority; //重新计算counter = counter/2 + priority}switch_to(next); //让进程next使用CPU}}Sleep_on()函数分析:Sleep_on()函数sleep_on()函数的主要功能是当一个进程(或任务)所请求的资源正等待资源响应或不在内存中时暂时切换出去,放在等待队列中等待一段时间,先让别的程序运行一段时间,当切换回来后再继续运行。
巧妙的利用了tmp指针来作为与等待队列的联系void sleep_on(struct task_struct **p){struct task_struct *tmp;if (!p)return;if (current == &(init_task.task))panic("task[0] trying to sleep");tmp = *p; // tmp 指向原等待队列的头指针*p = current; //*p 指向等待队列的头指针,把current放入等待队列current->state = TASK_INTERRUPTIBLE; //当前状态为不可中断schedule(); //调度一下,if (tmp)tmp->state = 0; //task_running}Wake_up()函数分析:Wake_up用来唤醒进程(将状态置为task_running即可)void wake_up(struct task_struct**p)//唤醒进程{if (p && *p) {if ((**p).state == TASK_STOPPED)printk("wake_up: TASK_STOPPED");if ((**p).state == TASK_ZOMBIE)printk("wake_up: TASK_ZOMBIE");(**p).state=0; //TASK_RUNNING}}第二部分:实现进程调度算法进程调度算法:操作系统通过PCB来控制进程。
PCB是进程实体的一部分,是操作系统中最重要的记录性数据结构,用来管理和控制进程,每一个进程均有一个PCB,在创建进程时,建立PCB,伴随进程运行的全过程,直到进程撤消而撤消。
为了模拟进程调度算法,自定义了PCB:typedef struct PCB{__pid_t pid;int priority;int round_time;int wait_time;int demand_time; //所需要的总时间int cmplt_time; //完成时间int remain_time; //还需要的时间(RR)int suspend_time; //暂时被挂起的时刻(RR)int arrive_time; //到达时间int start_time; //开始执行时间struct PCB*next;}*p_pcb,PCB;然后实现FCFS,SJF,RR算法:FCFS算法:先给进程队列排序,按时间的先后顺序来排,先来的排前面。