处理器调度之动态优先数调度算法

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短作业优先调度算法例题详解

短作业优先调度算法例题详解

短作业优先调度算法例题详解短作业优先调度算法例题详解什么是短作业优先调度算法?短作业优先调度算法是一种常见的进程调度算法,它的主要思想是优先调度执行当前剩余运行时间最短的作业。

在这种算法下,长时间作业的响应时间会相对较长,但是短时间作业的响应时间会更短。

算法原理短作业优先调度算法的原理是按照作业的执行时间来进行调度,优先选择执行时间较短的作业。

当一个作业到达时,操作系统会检查作业的执行时间,并将其与已有作业的执行时间进行比较,选择执行时间最短的作业进行调度。

算法实现以下是一个简单的短作业优先调度算法的例子:1.输入作业的数量和每个作业的执行时间。

2.按照作业的执行时间对作业进行排序,从执行时间最短的作业开始执行。

3.执行作业直到所有作业执行完毕。

例题解析假设有三个作业需要执行,它们的执行时间分别为5、2和8。

使用短作业优先调度算法对这些作业进行调度。

1.首先,按照作业的执行时间对作业进行排序,排序后的顺序为2、5和8。

2.执行时间最短的作业是2,因此首先执行该作业,剩下的两个作业的执行时间分别为5和8。

3.接下来,执行时间较短的作业是5,执行该作业后,剩下的作业的执行时间为8。

4.最后,执行剩下的唯一一个作业,执行时间为8。

根据以上步骤,最终的作业执行顺序为2、5和8。

优缺点分析短作业优先调度算法的优点是能够最大程度地缩短短时间作业的响应时间,提高系统的吞吐量。

然而,这种算法容易造成长时间作业的等待时间过长,可能会导致长时间作业的执行效率较低。

总结短作业优先调度算法是一种常见的进程调度算法,其核心原理是选择执行时间最短的作业进行调度。

通过对作业的排序和执行,可以最大程度地减少短时间作业的响应时间。

然而,这种算法也存在一些问题,如可能会导致长时间作业的等待时间过长。

因此,在实际应用中,需要根据具体情况选择合适的调度算法。

算法的应用场景短作业优先调度算法适用于作业的执行时间差异较大的情况。

在这种情况下,短时间作业可以迅速得到执行,提高系统的响应速度。

操作系统原理-进程调度

操作系统原理-进程调度
教学重点
6.3.1 进程调度的功能
6.3.1 进程调度的功能
进程调度的功能 根据一定的调度策略或指标遍历所有的就绪进程, 从中选择一个最合适的进程。 选择该进程的过程实际是用户按特定指标对所有进 程进行排队的过程。
6.3.2 进程调度的时机
6.3.2 进程调度的时机
1.时钟中断 时钟中断是最频繁且周期性地引发进程调度的事件之一。
作业
大小 进入时刻 开始时刻 结束时刻
周转 时间
带权周 转时间
平均周 转时间
平均带权周 转时间
A 20
0
0
20
20 1.00
B 40
10
50
90
80 2.00
C 30
15
20
50
35 1.17 43.75
2.04
D 10
60
90
100
40 4.00
6.4.3 响应比高者优先调度算法
6.4.3 响应比高者优先调度算法
6.3.3 进程调度的方式
进程调度的方式
非抢占方式又称非剥夺式调度
它是指进程调度程序一旦把CPU分配给某进程后,该进程 可以一直运行下去,在它的时间片用完之前,或任务完成 之前,或因为I/O请求被阻塞之前,决不允许其他进程抢走 它的CPU。
抢占方式又称剥夺式调度
抢占方式允许进程调度程序根据某种策略终止当前正在运 行的进程,将其移入就绪队列,再根据某种调度算法选择 另一个进程投入运行。
6.4.1 先来先服务调度算法
先来先服务(First Come First Service,FCFS)
例子:假设系统中有4个作业先后投入,它们的作业 大小和进入时间如表(作业大小和时间单位分钟)

3补充.实例研究:任务调度

3补充.实例研究:任务调度

• #define SCHED_OTHER 0 为普通类任务,只要 有实时进程就绪,这类进程便不能运行。 • #define SCHED_FIFO 1 为先进先出实时类任务, 符合POSIX.1b的FIFO规定。它会一直运行,除 非它自己出现等待事件或另一个具有更高 rt_priority的实时进程出现时,才出让CPU。 • #define SCHED_RR 2 为轮转法实时类任务,符 合POSIX.1b的RR规定。除了时间片是一个定量 外,和SCHED_FIFO类似。当时间片耗尽后,就 使用相同的rt_priority排到原队列的队尾。
UNIX SVR4多级进程反馈队列调度
• 进程调度采用多级反馈队列,每个优 先数都对应于一个就绪进程队列,每 个队列中的进程按照时间片方式调度。 • 位向量dqactmap用来标志每一个优先 数就绪进程队列是否为空。 • 执行到定义的抢占点,内核程序将检 查kprunrun标志位,发现有高优先级 实时进程处于就绪状态,就执行抢占。
1) 当counter递减到0时,运行进程 被迫从运行态进入就绪态。但系统 中处于就绪态的进程,其动态优先 级不一定全为0,一个从等待态进 入就绪态的进程,其动态优先级通 常不为0。
动态优先级counter产生和变化(3)
从运行态进入就绪态的进程,会在 就绪态中一直保持动态优先级为0, 直到系统中所有就绪态进程的动态 优先级全为0时,调度程序重置各 进程的conuter为静态优先级的值, 然后按动态优先级的值大小依次进 入运行态运行。
(1)与静态优先级priority有关。一个 进程的静态优先级priority、是在 其创建时从父进程处继承来的,且 在进程整个生命周期保持不变。在 进程被创建时,它的动态优先级 conuter的初值为priority值。

第四章 操作系统处理机调试(张尧学)

第四章 操作系统处理机调试(张尧学)

等待事件
4.1.2 作业与进程
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,是系统分配资源的基本单位
第四章 处第理9机页调度
4.2 作业调度
作业调度主要是完成作业从后备状态到执行状态的转 变,以及从执行状态到完成状态的转变
第四章 处第理1机0页调度
第四章 处第理1机9页调度
4.3.2 进程调度的时机
(1) 正在执行的进程执行完毕。 (2) 执行中进程自己调用阻塞原语将自己阻塞起来进入睡眠等待状态。 (3) 执行中进程调用了P原语操作,从而因资源不足而被阻塞;或调用
了V原语操作激活了等待资源的进程队列。 (4) 执行中进程提出I/O请求后被阻塞。 (5) 在分时系统中时间片已经用完。 (6) 在执行完系统调用
第四章 处第理1机2页调度
图4.3 作业调度中状态的转换过程 第四章 处第理1机3页调度
4.2.2 作业调度目标与性能衡量
作业调度的功能最主要的是从后备作业队列中选取一批作 业进入执行状态。
调度目标主要是以下4点: (1) 对所有作业应该是公平合理的; (2) 应使设备有高的利用率; (3) 每天执行尽可能多的作业; (4) 有较快的响应时间。
主要功能是按照一定的策略选择一个处于就绪状态的进程, 使其获得处理机执行。根据不同的系统设计目的,有各种各样 的选择策略,例如系统开销较少的静态优先数调度法,适合于 分时系统的轮转法和多级反馈轮转法等。这些选择策略决定了 调度算法的性能 (3) 进行进程上下文切换
一个进程的上下文(context)包括进程的状态、有关变量 和数据结构的值、硬件寄存器的值和PCB以及有关程序等
高级调度"。从用户工作流程的角度,一次提交的若干个流程, 其中每个程序按照进程调度。时间上通常是分钟、小时或天 (2) 交换调度:中级调度,从存储器资源的角度。将进程的部分 或全部换出到外存上,将当前所需部分换入到内存。指令和数据 必须在内存里才能被CPU直接访问。 (3)进程或线程调度:低级调度(微观调度),又称为"微观调度 "、"低级调度"。从CPU资源的角度,执行的单位。时间上通常 是毫秒。因为执行频繁,要求在实现时达到高效率

pcb

pcb

实验7 进程调度模拟程序设计一、实验目的在采用多道程序设计的系统中,往往有若干个进程同时处于就绪状态。

当就绪进程个数大于处理器数时,就必须依照某种策略来决定哪些进程优先占用处理器。

本实验模拟在单处理器情况下的处理器调度,帮助学生加深了解处理器调度的工作。

二、实验内容设计一个按优先数调度算法或时间片轮转法实现处理器调度。

1.给出进程调度的算法描述(基于动态优先级和时间片轮转调度算法的描述)。

2.用C语言设计一个对n个并发进程进行调度的程序,每个进程由一个进程控制块(PCB)结构表示,该进程控制块应包括下述信息:进程标识ID、进程优先数PRIORITY (并规定优先数与优先权成正比)、时间片数CHIP、进程已经占用CPU的时间CPUTIME,进程还需要运行的时间ALLTIME(当进程运行完毕时,其值为0)、进程的状态STATE(为简化起见。

设每个进程处于运行E(excecuting)、就绪R(ready)和完成F(finish)三种状态之一,并假设起始状态都是就绪状态R。

),以及进程队列指针NEXT(用来将PCB 排成队列)等,可按照调度算法的不同而增删。

3.调度程序应当包含2种不同的调度算法,运行时可以任选一种,以利于各种方法的分析和比较。

4.程序应能显示或打印各种进程状态和参数变化情况,便于观察。

即要显示每个时间片内各进程的情况,并且指出运行进程及就绪和阻塞队列中的内容。

三、实验指导1. 按优先数调度算法(1) 假定系统有五个进程,每一个进程用一个进程控制块PCB来代表,进程控制块的格式为:其中,进程名——作为进程的标识,假设五个进程的进程名分别为P1,P2,P3,P4,P5。

指针——按优先数的大小把五个进程连成队列,用指针指出下一个进程的进程控制块的首地址,最后一个进程中的指针为“0”。

要求运行时间——假设进程需要运行的单位时间数。

优先数——赋予进程的优先数,调度时总是选取优先数大的进程先执行。

动态资源分配算法

动态资源分配算法

动态资源分配算法一、概述动态资源分配算法是指在计算机系统中,根据当前的资源情况和任务需求,动态地分配资源,以达到最优的资源利用效果。

该算法主要应用于操作系统、数据库管理系统、网络服务器等领域。

二、静态资源分配算法与动态资源分配算法的区别静态资源分配算法是指在任务启动之前就已经确定了每个任务所需要的资源,并且将这些资源分配给相应的任务。

而动态资源分配算法则是在任务运行时根据实际需要来进行资源分配。

三、常见的动态资源分配算法1. 抢占式调度抢占式调度是指当一个进程正在执行时,另一个优先级更高的进程需要运行时,操作系统可以暂停当前进程并让更高优先级的进程运行。

这种方式可以保证高优先级进程及时得到执行,但也可能会导致低优先级进程长时间得不到执行。

2. 时间片轮转调度时间片轮转调度是指将所有就绪队列中的进程按照一定顺序排列,并为每个进程规定一个时间片。

当一个进程用完了它的时间片后,它就会被放到队列末尾等待下一次调度。

这种方式可以避免进程长时间得不到执行,但也可能会导致进程频繁地切换,影响系统性能。

3. 优先级调度优先级调度是指根据进程的优先级来进行调度。

高优先级的进程会先被执行,而低优先级的进程则需要等待高优先级进程执行完毕后才能得到执行。

这种方式可以保证高优先级进程及时得到执行,但也可能会导致低优先级进程长时间得不到执行。

4. 最短作业优先调度最短作业优先调度是指在所有就绪队列中选择需要运行的任务中,选择所需时间最短的任务进行执行。

这种方式可以保证任务能够尽快地完成,但也可能会导致长时间运行的任务得不到充分利用。

四、动态资源分配算法的应用场景1. 操作系统操作系统需要根据当前系统资源情况和用户需求来动态分配CPU、内存等资源,以达到最好的性能和用户体验。

2. 数据库管理系统数据库管理系统需要根据当前数据库负载情况和用户请求来动态分配CPU、内存、磁盘等资源,以提高数据库访问效率和可靠性。

3. 网络服务器网络服务器需要根据当前网络流量和用户请求来动态分配带宽、CPU、内存等资源,以提高服务器响应速度和稳定性。

进程的调度实验报告(3篇)

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。

调度

调度

周转时间: 周转时间:从作业提交给系统开始 到作业完成为止的这段时间。 ,到作业完成为止的这段时间。 平均周转时间: 平均周转时间: T = 1 ∑ T
i
n i =1
i
面向系统的准则
系统吞吐量高; 系统吞吐量高; 1 n Ti 平均带权周转时间: 平均带权周转时间:W = ∑ 处理机利用率好; 处理机利用率好; n i =1 TSi 各类资源的平衡利用。 各类资源的平衡利用。
Unix中的进程调度(System V) Unix中的进程调度( V) 中的进程调度
进程优先数的计算
优先数 = 最近使用 CPU 的时间 2 + 基本用户优先数
其中,基本用户优先数即 结构中的偏移值nice,可由用 其中,基本用户优先数即proc结构中的偏移值 结构中的偏移值 , 户将它设置成0~40中的任一个数。一旦设定后, 用户仅能使其 中的任一个数。一旦设定后, 户将它设置成 中的任一个数 值增加, 特权用户才有权减小nice的值。 而最近使用 的值。 值增加, 特权用户才有权减小 的值 而最近使用CPU的时 的时 则是指当前占有处理机的进程本次使用CPU的时间 。 内核 的时间。 间 , 则是指当前占有处理机的进程本次使用 的时间 每隔16.667 ms,便对该时间做加 操作,这样,占有 操作, 每隔 ,便对该时间做加1操作 这样,占有CPU的进程 的进程 其优先数将会随着它占有CPU时间的增加而加大 , 相应地 , 其 时间的增加而加大, 相应地, 其优先数将会随着它占有 时间的增加而加大 优先级便随之降低。 优先级便随之降低。
调度队列模型
1、仅有进程调度的调度队列模型
时间片完 进程调度 CPU 进程完成
交互用户 事 件 出 现
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1 处理机调度
实验内容及要求
实验内容:按优先数调度算法实现处理器调度。

实验要求:能接受键盘输入的进程数、进程标识、进程优先数及要求运行时间,能显示每次进程调度的情况:运行进程、就绪进程和就绪进程的排列情况。

实验目的
本实验模拟在单处理器环境下的处理器调度,加深了解处理器调度工作。

实验环境
本实验的设计基于Windows7操作系统DevC++环境,用C语言实现编程。

实验思路
(1) 每个进程用一个PCB来代表。

PCB的结构为:
进程名——作为进程标识。

优先数——赋予进程的优先数,调度时总是选取优先数大的进程先执行。

要求运行时间——假设进程需要运行的单位时间数。

状态——假设两种状态:就绪和结束,用R表示就绪,用E表示结束。

初始状态都为就绪状态。

指针——按优先数的大小把5个进程连成队列,用指针指出下一个进程PCB的首地址。

(2) 开始运行之前,为每个进程确定它的“优先数”和“要求运行时间”。

通过键盘输入这些参数。

(3) 处理器总是选择队首进程运行。

采用动态改变优先数的办法,进程每运
行1次,优先数减1,要求运行时间减1。

(4) 进程运行一次后,若要求运行时间不等于0,则将它加入就绪队列,否则,将状态改为“结束”,退出就绪队列。

(5) 若就绪队列为空,结束,否则转到(3)重复。

数据结构与全局变量
typedef struct pcb{
int pname;
.\n", >pname);
printf("%s ends after %d slice(s).", >pname, >runTime);
}
else
while!=NULL)
{
sortProcess();
printProcessInfo();
printProcessLink();
runProcess();
}
return 0;
}
void createProcess()
{
PCB *p, *prior;
printf("How many process do you want to run:");
scanf("%d", &num);
while(num<=0)
{
printf("Number is invalid. Input again:\n");
scanf("%d", &num);
}
p = (PCB*)malloc(sizeof(PCB));
prior = &readyHead;
prior->next=p;
for (int i = 0; i < num; i++)
{
printf("Input NO.%2d process name:", i+1);
scanf("%s", p->pname);
printf(" priority:");
scanf("%d", &(p->priority));
printf(" runTime:");
scanf("%d", &(p->runTime));
p->state = 'R';
p->next = (PCB*)malloc(sizeof(PCB));
prior=p;
p=p->next;
}
free(p);
p = NULL;
prior->next=NULL;
readyEnd=prior;
printf("\n");
}
void sortProcess()
{
char name[N];
int i,j, priorityNum, timeNum;
PCB *p, *rear;
for(p=; p!=NULL; p=p->next)
for(rear=p->next; rear!=NULL; rear=rear->next) if(p->priority<rear->priority)
{
strcpy(name, p->pname);
priorityNum=p->priority;
timeNum=p->runTime;
strcpy(p->pname, rear->pname);
p->priority=rear->priority;
p->runTime=rear->runTime;
strcpy(rear->pname, name);
rear->priority=priorityNum;
rear->runTime=timeNum;
}
}
void printProcessLink()
{
PCB *p=;
printf("process link: \n");
while(p!=NULL)
{
printf("%s",p->pname);
p=p->next;
if(p!=NULL) printf("->");
}
printf("\n");
}
void printProcessInfo()
{
PCB *p=;
printf("process information before running:\n");
printf("=================================================\n");
printf("NAME PRIORITY RUNTIME STATUS NEXT\n");
printf("=================================================\n");
while(p!=NULL)
{
printf("%-16s %-8d %-8d %-8s %s\n",p->pname, p->priority, p->runTime, (p->state=='R')"ready":"end", p->next->pname);
p=p->next;
}
}
void runProcess()
{
PCB *p=;
printf("process run:\n");
printf("%s\n",p->pname);
p->priority--;
p->runTime--;
=p->next;
if(p->runTime==0)
{
p->state='E';
printf("%s is terminated\n", p->pname);
free(p);
}
else
{
readyEnd->next=p;
p->next=NULL;
readyEnd=p;
}
printf("\n");
}。

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