4 进程调度
操作系统实验三 时间片轮转法完成进程调度
实验三：时间片轮转法完成进程调度一、实验目的：（1）加深对进程的理解（2）理解进程控制块的结构（3）理解进程运行的并发性（4）掌握时间片轮转法进程调度算法实验内容：（1）建立进程控制块（2）设计三个链队列，分别表示运行队列、就绪队列和完成队列（3）用户输入进程标识符以及进程所需的时间，申请空间存放进程PCB信息。
（4）每一个时间片结束输出各进程的进程号，CPU时间（即已经占用的CPU时间），所需时间（即还需要的CPU时间），以及状态（即用W表示等待，R表示运行，F表示完成）实验程序：#include <stdio.h>#include <stdlib.h>#include <string.h>typedef struct node{char name[10];/*进程标识符*/int prio;/*进程优先数*/int round;/*进程时间轮转时间片*/int cputime; /*进程占用CPU时间*/int needtime; /*进程到完成还要的时间*/int count;/*计数器*/char state; /*进程的状态*/struct node *next; /*链指针*/}PCB;PCB *finish,*ready,*tail,*run; //队列指针int N,t; //进程数,时间片的大小void firstin(){run=ready;//就绪队列头指针赋值给运行头指针run->state='R'; //进程状态变为运行态ready=ready->next; //就绪队列头指针后移到下一进程}void prt1(char a)//输出标题函数{if(toupper(a)=='P')//优先级法printf("进程名占用CPU时间到完成还要的时间轮转时间片状态\n");} void prt2(char a,PCB *q)//进程PCB输出{if(toupper(a)=='P')//优先级法的输出printf("%4s %8d %12d %14d %8c\n",q->name,q->cputime,q->needtime,q->roun d,q->state);}void prt(char algo)//输出函数二、三、{PCB *p;prt1(algo);//输出标题if(run!=NULL)//如果运行指针不空prt2(algo,run);//输出当前正在运行的PCBp=ready;//输出就绪队列PCBwhile(p!=NULL){prt2(algo,p);p=p->next;}p=finish;//输出完成队列的PCBwhile(p!=NULL){prt2(algo,p);p=p->next;}getchar(); //按住任意键继续}void insert(PCB *q)//时间片轮转的插入算法{PCB *p1,*s,*r;s=q;//待插入的PCB指针p1=ready;//就绪队列头指针r=p1;//*r做pl的前驱指针while(p1!=NULL)if(p1->round<=s->round){r=p1;p1=p1->next;}if(r!=p1){r->next=s;s->next=p1;}else{s->next=p1;//否则插入在就绪队列的头ready=s;}}void create(char alg)//时间片轮转法创建链表进程PCB{PCB *p;int i,time;char na[10];ready=NULL;finish=NULL;run=NULL;printf("输入进程名及其需要运行的时间(中间以空格隔开)：\n"); for(i=1;i<=N;i++){p=new PCB;scanf("%s %d",&na,&time);strcpy(p->name,na);p->cputime=0;p->needtime=time;p->state='W';//进程的状态p->round=0;if(ready!=NULL)insert(p);else{p->next=ready;ready=p;}}printf("*************时间片轮转法进程调度过程*************\n"); prt(alg);run=ready;ready=ready->next;run->state='R';}void timeslicecycle(char alg)//时间片轮转法{while(run!=NULL){run->cputime=run->cputime+t;//处理时间加trun->needtime=run->needtime-t;//完成需要时间减trun->round=run->round+t;//运行完将其变为完成态，插入完成队列if(run->needtime<=0)//当进程完成时{run->next=finish;finish=run;run->state='F';run=NULL;if(ready!=NULL)//就绪队列不空，将第一个进程投入进行firstin();}else{run->state='W';//将进程插入到就绪队列中等待轮转insert(run);//将就绪队列的第一个进程投入运行firstin();}prt(alg);}}void main()//主函数{char algo='P';//算法标记printf("输入进程的个数：");scanf("%d",&N);//输入进程数printf("定义时间片大小：");scanf("%d",&t);//输入时间片大小create(algo);//创建进程timeslicecycle(algo);//时间片轮转法调度}//main()四、实验结果：五、实验小结：时间片轮转调度是一种最古老，最简单，最公平且使用最广的算法。
进程调度算法总结
进程调度算法总结所谓进程，简单来说是计算机中的各种任务，那么计算机如何分配系统资源以供这些任务使⽤呢？此篇博客⽬的就是为⼤家整理⼀下⼏种常见进程调度算法。
进度调度就是按照⼀定的策略，动态地把处理机分配给处于就绪队列的进程，使之执⾏。
常见的进程调度算法：1、先来先服务和短作业（进程）优先调度算法2、⾼优先权优先调度算法3、基于时间⽚的轮转调度算法下⾯细说：1、先来先服务和短作业优先调度算法1.1、先来先服务调度算法这种调度算法由字⾯意思理解很直观，所谓先来先服务，就是谁先来先服务谁。
结合进程，先来先服务调度算法就是对于优先到达就绪队列的进程采取优先服务的策略，直到该进程运⾏结束或发⽣某事件导致阻塞才放弃处理机。
这种调度算法是⼀种最简单的调度算法，适⽤于作业和进程。
当⽤于作业时，先进⼊后备队列的作业先运⾏。
1.2、短作业（进程）优先调度算法短作业（进程）优先调度算法，是对短作业或短进程进⾏得调度算法。
何为短？就是估计运⾏时间短。
该算法从后备队列或就绪队列选择估计运⾏时间较短的作业或进程，将他们调⼊内存运⾏，直到该进程运⾏结束或发⽣某事件导致阻塞才放弃处理机重新进⾏调度。
2、⾼优先权优先调度算法2.1、优先权调度算法上述所说的两种调度算法，过于简单，当系统中有紧急作业或进程，且不满⾜先进队列或运⾏时间短时，这些作业或进程将很难得到资源。
那么对于这些作业或进程，⼜该怎么办呢？因此，⼜有了优先权调度算法，所谓优先权调度算法，顾名思义就是谁的优先权⾼，谁就西安得到资源得以运⾏。
进⼀步将算法分为以下两种：2.1.1、⾮抢占式优先权算法在这种⽅式下，系统⼀旦把处理机分配给就绪队列中优先权最⾼的进程后，该进程便⼀直执⾏下去，直⾄完成；或因发⽣某事件使该进程放弃处理机时，系统⽅可再将处理机重新分配给另⼀优先权最⾼的进程。
这种调度算法主要⽤于批处理系统中；也可⽤于某些对实时性要求不严的实时系统中。
2.1.2、抢占式优先权算法在这种⽅式下，系统同样是把处理机分配给优先权最⾼的进程，使之执⾏。
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。
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
操作系统第13讲：第4章 处理机调度调度算法.ppt
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4.6 实时系统调度方算法简介
四、时限调度算法
导语：基本思想是：按用户的时限要求顺序设置优先级，优先
●实时系统所处理的外部任务可分为周期性的与非周期性的两大类。非周期性 任务，存在有一个完成或开始进行处理时限；而周期性任务要求在周期T内 完成或开始进行处理。
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4.6 实时系统调度算法简介
一、实时系统的特点
1．有限等待和响应时间（决定性） 2．可靠性高 3．用户可以控制 4．系统纠错能力强，实时系统要求很高的可靠性。
导语：
●实时系统广泛用在移动通信、网络计算、航空航天等领域。os是实时系统中 最重要的部分之一,它负责在用户要求的时限内进行事件处理和控制。
●实时系统与其他系统的最大区别：处理和控制的正确性不仅取决于计算的逻 辑结果，而且取决于计算和处理结果产生的时间。因此，实时系统的调度， 即把给定的任务，按所要求的时限调配到相应的设备上处理完成。根据实 时系统对处理外部事件的时限要求，分为硬、软实时任务。 ◆硬实时任务要求系统必须完全满足任务的时限要求。 ◆软实时任务允许时限要求有一定的延迟，时限要求只是一个相对条件。
注意P90: 周转T、完成T、提交T、带权周转T等概念在公式中的含义。 ●分析结论:P3 执行的时间非常短，但等待时间过长，显然是不合理的。
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4.4 调度算法
二、短作业或短进程调度算法（SJF）
1. 适应范围：作业或进程 2. 原则：选取最短作业或进程进行执行 3. 优点：当短作业或短进程较多时，系统效率较高 4. 缺陷：对长作业不利，设有考虑优先级
第6章进程调度(含答案)
第6章 进程调度练习题一、 单项选择题1、在分时操作系统中,进程调度经常采用(C )算法。
A 先来先服务 B 最高优先权 C 时间片轮转 D 随机2、 （B ）优先权是在创建进程时确定的，确定之后在整个进程运行期间不再改变A 先来先服务B 静态C 动态D 短作业3、 以优先级为基础的进程调度算法可以保证在任何时候正在运行的进程总是非等待状态下诸进程中优先级最高的进程。
上述描述是（ B ）A 正确的B 错误的二、填空题1、 进程调度方式通常有（非抢占式）和（抢占式）。
2、 所谓进程调度就是从处于（就绪）状态的一些进程中按某种算法选择一个进程，使其占有CPU ，使其该进程处于（执行）状态。
3、 进程调度算法采用时间片轮转法，时间片过大，就会使轮转法转化为（FCFS ）调度算法。
4、 进程调度负责（处理机）的分配工作。
5、 一种最常用的进程调度算法是把处理机分配给具有最高优先权的进程，而确定优先权的方法概括起来不外乎是基于（静态）特性和（动态）特性两种方法。
前者所得到的是（静态）优先权，后者所得到的是（动态）优先权。
6、 在（先来先服务）调度算法中，按照进程进入就绪队列的先后次序来分配处理机。
三、概念的区别与联系1、 作业调度与进程调度（1998西北大学考研试题）2、 静态优先数与动态优先数。
（1998西北大学考研试题） 四、解析题1、 假设有一台计算机，它有1M 内存，操作系统占有用200K ，每个用户进程也占用200K ，用户进程等待I/O 的时间为80%，若增加1M 内存，则CPU 的利用率将提高多少？解：1M 内存的情况：1）支持用户进程数：（1024K-200K ）/200K=4.12 所以4个用户进程。
2）CPU 利用率： 先求CPU 空闲（4个用户均处于等待I/O 状态）概率P=（80%）4，然后再求CPU 利用率1-P1-P =1-（80%）4 = 1-0.84=59%增加1M 内存的情况：1）支持用户进程数：（2*1024K-200K ）/200K=9.24 所以9个用户进程。
计算机操作系统—调度算法
计算机操作系统—调度算法# 有些计算会有问题谅解经典进程的同步问题1、吃⽔果桌上有⼀只盘⼦，每次只能放⼊⼀只⽔果，爸爸专向盘⼦中放苹果(apple)，妈妈专向盘⼦中放桔⼦(orange),⼀个⼉⼦专等吃盘⼦中的桔⼦，⼀个⼥⼉专等吃盘⼦中的苹果。
只要盘⼦中空则爸爸或妈妈可向盘⼦中放⼀只⽔果，仅当盘中有⾃⼰需要的⽔果时，⼉⼦或⼥⼉可从中取出。
把爸爸、妈妈、⼉⼦、⼥⼉看做四个进程，⽤wait、signal操作进⾏管理，使这４个进程能正确地并发执⾏。
如图所⽰。
.png)1、定义信号量的含义与赋值定义⼀个是否允许向盘⼦中存放⽔果的信号量S，其初值为“1” ；定义两个信号量SP和SO分别表⽰盘⼦中是否有苹果或桔⼦的消息，初值均为“0” ，⼀个互斥信号量\[SP=表⽰盘⼦中有苹果；SO=表⽰盘⼦⾥⾯有桔⼦ \]2、写伪代码begin:S,SP,SO:semaphere; //设置信号量S:=1; SP:=0; SO:=0; //进⾏初始赋值Process 爸爸{BeginL1:准备⼀个苹果;wait(S); //申请空盘⼦的互斥信号量将苹果放⼊盘⼦中signal(SP); //盘⼦中有苹果，返回SPGoto L1; //调⽤L1⼥⼉取⾛盘⼦中的苹果end;}Process 妈妈{BeginL2:准备⼀个桔⼦;wait(S); //申请空盘⼦的互斥信号量将桔⼦放⼊盘⼦中signal(SO); //盘⼦中有桔⼦，返回SOGoto L2; //调⽤L2⼉⼦取⾛盘⼦中的桔⼦end;}Process ⼉⼦{beginL3:.wait(SO); //等待盘⼦中有桔⼦从盘⼦中拿⾛桔⼦signal（S）; //拿⾛桔⼦后，盘⼦为空；由SO向S转变end;}Process ⼥⼉{beginL4:.wait(SP); //等待盘⼦中有苹果从盘⼦中拿⾛苹果signal（S）; //拿⾛苹果后，盘⼦为空；由SP向S转变end;}end;2、共享打印机现有四个进程R1，R2，W1，W2，它们共享可以存放⼀个数的缓冲区。
操作系统第4章(调度与死锁习题与解答)
第4章调度与死锁习题与解答4.2 例题解析例4.2.1 当前运行的进程（），将引发系统进行进程调度。
A.执行了一条转移指令B.要求增加主存空间，经系统调用银行家算法进行测算认为是安全的C.执行了一条I/O指令D.执行程序期间发生了I/O完成中断解本题考核进程调度的时机，相关的概念有：(1)进程执行转移指令表示CPU将转到一个新程序段去，并不是转到一个新进程，因而不会重新分配CPU。
(2)当前进程提出主存请求时，若系统认为分配是安全的，则可以立即使进程的请求得到满足，不会因而造成进程阻塞。
因此不会分配CPU。
(3)当前进程执行了I/O指令，提出了输入输出请求。
由于I/O是低速的，因此不能让CPU等待I/O完成。
因此需要阻塞当前进程，重新分配CPU。
(4)当前进程运行程序期间发生了I/O完成中断，说明有一个处于阻塞队列上的进程，正等待此I/O事件的出现。
因此可在中断处理程序中查出等待的进程，将它唤醒。
然后再返回到当前进程来执行。
只要恢复当前进程的现场信息就可以了，不会重新分配CPU。
正确答案应为C。
例4.2.2分时系统中的当前运行进程连续获得了两个时间片，原因可能是（）。
A．该进程的优先级最高B．就绪队列为空C．该进程最早进入就绪队列D．该进程是一个短进程解(1)在分时系统中，诸多进程以轮流方式分享CPU，一般不考虑进程的优先级。
(2)当前进程运行完一个时间片后回到就绪队列，如果此刻就绪队列为空队列，那么下一个时间片仍然由该进程使用CPU。
(3)在分时系统中，诸多进程轮流地使用CPU，并不考虑进程进入就绪队列的时间，也不登记进程进入就绪队列的时间。
(4)分时系统中诸多进程轮流使用CPU不考虑进程的长短，也不登记进程预估将运行多长时间。
正确答案应为B。
例4.2.3有三个作业A（到达时间8:50，执行时间1.5小时）、B（到达时间9:00，执行时间0.4小时）、C（到达时间9:30，执行时间1小时）。
当作业全部到达后，单道批处理系统按照响应比高者优先算法进行调度，则作业被选中的次序是（）。
进程的调度算法
进程的调度算法调度算法的实质是：根据系统的资源分配策略所规定的资源分配算法。
先介绍⼀下进程调度与作业调度的区别：进程调度是真正让某个就绪状态的进程到处理机上运⾏，⽽作业调度只是使作业具有了竞争处理机的机会。
进程调度（⼜称微观调度、低级调度、短程调度）：是按照某种调度算法从就绪状态的进程中选择⼀个进程到处理机上运⾏。
负责进程调度功能的内核程序称为进程调度程序。
作业调度（⼜称⾼级调度、宏观调度、长程调度）：是按某种调度算法从后备作业队列中选择作业装⼊内存运⾏；另外当该作业执⾏完毕后，还负责回收系统资源。
完成作业调度功能的程序称为作业调度程序。
下⾯介绍⼏种常见的调度算法:先来先服务(FCFS，first come first served)FCFS调度算法是⼀种最简单的调度算法，该调度算法既可以⽤于作业调度也可以⽤于进程调度。
在作业调度中，算法每次从后备作业队列中选择最先进⼊该队列的⼀个或⼏个作业，将它们调⼊内存，分配必要的资源，创建进程并放⼊就绪队列。
在进程调度中，FCFS调度算法每次从就绪队列中选择最先进⼊该队列的进程，将处理机分配给它，使之投⼊运⾏，直到完成或因某种原因⽽阻塞时才释放处理机。
优点：保证了公平性，规则简单缺点:有利于长进程⽽不利于短进程，有利于CPU 繁忙的进程，⽽不利于I/O 繁忙的进程短作业优先(SJF，Shortest Job First)短作业（进程）优先调度算法是指对短作业（进程）优先调度的算法。
短作业优先(SJF)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。
⽽短进程优先(SPF)调度算法，则是从就绪队列中选择⼀个估计运⾏时间最短的进程，将处理机分配给它，使之⽴即执⾏，直到完成或发⽣某事件⽽阻塞时，才释放处理机。
优点：相⽐FCFS 算法，该算法可改善平均周转时间和平均带权周转时间，缩短进程的等待时间，提⾼系统的吞吐量。
缺点：该算法对长作业不利，SJF调度算法中长作业的周转时间会增加。
第四章调度分析
引入中级调度的目的是为了提高内存的利用 率和系统吞吐量
低级调度（进程调度）－－它决定了存在就 绪进程时，哪一个就绪进程将分配到中央处 理机，并且把中央处理机实际分配给这个进 程（即低级调度是将处理机分配给进程）。
低级调度是由每秒可操作许多次的处理机调度程序执 行，处理机调度程序应常驻内存。
进程调度的方式：非抢占方式，抢占方式。 抢占的方式有：1 时间片原则；2 优先级原 则；3 短进程优先原则
§4.1 分级调度
1.作业的状态及其转换
①提交状态：一个作业在其处于输入设备进入外部存储设备的 过程称为提交状态
②后备状态（收容状态）：输入管理系统不断地将作业输入到 外存对应部分（或称输入井），如果一个作业的全部信息已全 部输入到输入井，在它还没有被调度去执行前，该作业处于后 备状态。 ③运行状态：作业一旦被作用调度程序选中而被送入主存中投 入运行。 ④完成状态：作业运行完毕，但它所占用的资源尚未被系统全 部回收时，该作业处于完成状态
④为作业开始运行做好一切准备工作。如构造和读写作业运行 时所需要的有关表格及建立负责其运行控制的作业运行控制程 序。 ⑤在作用运行完毕或运行过程中因某种原因需要撤离时，作业 调度程序还有完成作业的善后处理工作，如收回分配给他的全 部资源
3.作业调度目标与性能衡量 1)．调度目标
⑴对所有作业应该是公平合理
3．作业与进程的关系 作业是用户向计算机提交任务的任务实
体。 进程是计算机为了完成用户任务实体而 设置的执行实体。 显然，计算机要完成一个任务实体，必 须要有一个以上的执行实体，一个作业总是 由一个以上的多个进程组成。
§4.2 作业的调度
作业调度的功能：按某种算法从后备队列中 挑选一个或一批作业调入内存，并创建PCB. 1．后备作业队列与作业控制块