非抢占式优先级调度算法代码
非抢占式优先级调度算法是一种常见的调度算法，它根据任务的优先级来决定任务的执行顺序，具有较好的实时性和可靠性。本文将详细介绍非抢占式优先级调度算法的代码实现。
一、算法原理
非抢占式优先级调度算法是一种静态优先级调度算法，即每个任务在运行前就确定了其优先级。该算法通过比较各个任务的优先级，确定下一个要执行的任务，并按照其任务执行时间进行排序。当一个任务开始执行后，直到其完成或者被阻塞才会让出CPU。
二、代码实现
以下为非抢占式优先级调度算法的代码实现：
```
#include
#include
#define MAX_TASKS 10 // 最大任务数
#define MAX_PRIORITY 5 // 最大优先级数
typedef struct {
int id; // 任务ID
int priority; // 任务优先级
int burst_time; // 任务执行时间
} Task;
Task tasks[MAX_TASKS]; // 保存所有任务
int n_tasks = 0; // 当前总共有多少个任务
void add_task(int id, int priority, int burst_time) { if (n_tasks >= MAX_TASKS) {
printf("Error: Too many tasks!\n");
exit(1);
}
tasks[n_tasks].id = id;
tasks[n_tasks].priority = priority;
tasks[n_tasks].burst_time = burst_time;
n_tasks++;
}
void sort_tasks() {
int i, j;
Task temp;
for (i = 0; i < n_tasks - 1; i++) {
for (j = i + 1; j < n_tasks; j++) {
if (tasks[i].priority < tasks[j].priority) { temp = tasks[i];
tasks[i] = tasks[j];
tasks[j] = temp;
}
}
}
}
void run_task(Task task) {
printf("Task %d is running...\n", task.id); int i;
for (i = 0; i < task.burst_time; i++) {
// 模拟任务执行
}
}
void schedule() {
int i;
for (i = 0; i < n_tasks; i++) {
run_task(tasks[i]);
printf("Task %d is completed.\n", tasks[i].id);
}
}
int main() {
add_task(1, 5, 10); // 添加任务1，优先级为5，执行时间为10 add_task(2, 3, 5); // 添加任务2，优先级为3，执行时间为5 add_task(3, 4, 8); // 添加任务3，优先级为4，执行时间为8
sort_tasks(); // 按照优先级排序
schedule(); // 进行调度
return 0;
}
```
三、代码解释
1. 定义结构体Task，包含任务的ID、优先级和执行时间。
typedef struct {
int id; // 任务ID
int priority; // 任务优先级
int burst_time; // 任务执行时间
} Task;
```
2. 定义一个全局变量tasks，用于保存所有的任务。定义n_tasks表示当前总共有多少个任务。
```
Task tasks[MAX_TASKS]; // 保存所有任务
int n_tasks = 0; // 当前总共有多少个任务
```
3. 定义add_task函数，用于向tasks数组中添加新的任务。
```
void add_task(int id, int priority, int burst_time) {
if (n_tasks >= MAX_TASKS) {
printf("Error: Too many tasks!\n");
exit(1);
tasks[n_tasks].id = id;
tasks[n_tasks].priority = priority;
tasks[n_tasks].burst_time = burst_time;
n_tasks++;
}
```
4. 定义sort_tasks函数，用于按照优先级对任务进行排序。
```
void sort_tasks() {
int i, j;
Task temp;
for (i = 0; i < n_tasks - 1; i++) {
for (j = i + 1; j < n_tasks; j++) {
if (tasks[i].priority < tasks[j].priority) {
temp = tasks[i];
tasks[i] = tasks[j];
tasks[j] = temp;
}
}
}
}
```
5. 定义run_task函数，模拟执行一个任务。
```
void run_task(Task task) {
printf("Task %d is running...\n", task.id);
int i;
for (i = 0; i < task.burst_time; i++) {
// 模拟任务执行
}
}
```
6. 定义schedule函数，用于进行调度。
```
void schedule() {
int i;
for (i = 0; i < n_tasks; i++) {
run_task(tasks[i]);
printf("Task %d is completed.\n", tasks[i].id);
}
}
```
7. 在main函数中添加三个任务，并按照优先级排序后进行调度。
```
int main() {
add_task(1, 5, 10); // 添加任务1，优先级为5，执行时间为10 add_task(2, 3, 5); // 添加任务2，优先级为3，执行时间为5
add_task(3, 4, 8); // 添加任务3，优先级为4，执行时间为8
sort_tasks(); // 按照优先级排序
schedule(); // 进行调度
return 0;
}
```
四、总结
非抢占式优先级调度算法是一种常见的调度算法，在实时系统中得到
广泛应用。本文通过代码实现的方式详细介绍了该算法的原理和实现方法。对于初学者来说，通过阅读本文可以更好地理解非抢占式优先级调度算法的工作原理，并掌握其代码实现方法。
第3章处理机调度 “练习与思考”解答 1．基本概念和术语 调度、作业调度、进程调度、吞吐量、周转时间、带权周转时间、中断 调度就是选出待分派的作业或进程。 作业调度就是根据一定的算法，从输入的一批作业中选出若干个作业，分配必要的资源，如内存、外设等，为它建立相应的用户作业进程和为其服务的系统进程（如输入、输出进程），最后把它们的程序和数据调入内存，等待进程调度程序对其执行调度，并在作业完成后作善后处理工作。 进程调度就是根据一定的算法将CPU分派给就绪队列中的一个进程。 吞吐量：单位时间内CPU完成作业的数量。 周转时间：从作业提交到作业完成的时间间隔。 带权周转时间：定义为作业的周转时间除以其实际运行时间。 中断是指CPU对系统发生的某个事件做出的一种反应，它使CPU暂停正在执行的程序，保留现场后自动执行相应的处理程序，处理该事件后，如被中断进程的优先级最高，则返回断点继续执行被“打断”的程序。 2．基本原理和技术 （1）处理机调度的主要目的是什么？ 处理机调度的主要目的就是为了分配处理机。 （2）高级调度与低级调度的主要功能是什么？为什么要引入中级调度？ 高级调度的主要功能是根据一定的算法，从输入的一批作业中选出若干个作业，分配必要的资源，如内存、外设等，为它建立相应的用户作业进程和为其服务的系统进程（如输入、输出进程），最后把它们的程序和数据调入内存，等待进程调度程序对其执行调度，并在作业完成后作善后处理工作。 低级调度的主要功能是根据一定的算法将CPU分派给就绪队列中的一个进程。 为了使内存中同时存放的进程数目不至于太多，有时就需要把某些进程从内存中移到外存上，以减少多道程序的数目，为此设立了中级调度。 （3）作业在其存在过程中分为哪四种状态？ 作业在其存在过程中分为提交、后备、执行和完成四种状态。 （4）在操作系统中，引起进程调度的主要因素有哪些？
非抢占式优先级调度算法代码 非抢占式优先级调度算法是一种常见的调度算法，它根据任务的优先级来决定任务的执行顺序，具有较好的实时性和可靠性。本文将详细介绍非抢占式优先级调度算法的代码实现。 一、算法原理 非抢占式优先级调度算法是一种静态优先级调度算法，即每个任务在运行前就确定了其优先级。该算法通过比较各个任务的优先级，确定下一个要执行的任务，并按照其任务执行时间进行排序。当一个任务开始执行后，直到其完成或者被阻塞才会让出CPU。 二、代码实现 以下为非抢占式优先级调度算法的代码实现： ``` #include
#define MAX_PRIORITY 5 // 最大优先级数 typedef struct { int id; // 任务ID int priority; // 任务优先级 int burst_time; // 任务执行时间 } Task; Task tasks[MAX_TASKS]; // 保存所有任务 int n_tasks = 0; // 当前总共有多少个任务 void add_task(int id, int priority, int burst_time) { if (n_tasks >= MAX_TASKS) { printf("Error: Too many tasks!\n"); exit(1); } tasks[n_tasks].id = id; tasks[n_tasks].priority = priority; tasks[n_tasks].burst_time = burst_time; n_tasks++; } void sort_tasks() {
1．在一个有两道作业的批处理系统中，作业调度采用短作业优先的调度算法，进程调度采用抢占式优先级调度算法。设有以下作业序列：（10分） 作业名到达时间预估运行时间（分钟）优先数 1 8：00 30 8 2 8：20 40 5 3 8：20 20 7 4 8：30 10 6 其中给出的作业优先数即为进程的优先数，其数值越小，优先级越高。 要求： （1）列出所有作业进入内存的时间及结束时间。 （2）计算周转时间和平均周转时间。 如果采用非抢占式优先级，结果又如何？ 解：1）进程调度采用抢占式优先级： 作业名进入内存时间（2分）结束时间（2分） 1 8：00 9：40 2 8：50 9：30 3 8：20 8：40 4 8：40 8：50 各作业的周转时间1：100分钟；2：70分钟；3：20分钟；4：20分钟 平均周转时间：52.5 分钟（1分） 2）进程调度采用非抢占式优先级： 作业名进入内存时间（2分）结束时间（2分） 1 8：00 8：30 2 8：40 9：20 3 8：20 9：40 4 8：30 8：40 各作业的周转时间1：30分钟；2：60分钟；3：100分钟；4：10分钟 平均周转时间：（30+60+100+10）/4=50（1分） 2．考虑下面页面走向：（8分） 2，3，2，1，5，2，4，5，3，2，5，2，设内存块是3页，如果我们采用LRU替换算法，缺页多少次？如果采用最优淘汰算法，其缺页多少次？（请画图表示）解： 2 3 2 1 5 2 4 5 3 2 5 2 1）LRU算法： 2 2 2 2 4 4 2 3 3 5 5 5 5 1 1 1 3 3 缺页7次（4分） 2）OPT算法：2 2 2 2 4 2 3 3 3 3 3 1 5 5 5 缺页6次（4分） 3．采用页式存储管理的系统中，某作业的逻辑地址空间为4页（每页2048字节），已知该
假定在具有2个CPU为X和Y的多机系统中，以多道程序设计方式，按如下条件执行上述3个程序，条件如下： （1）X和Y运算速度相同，整个系统可以同时执行2个程序，并且在并行处理程序时速度也不下降。 （2）X的优先级比Y高，即当X、Y均能执行程序时，由X去执行。 （3）当多个程序同时请求CPU或I/O设备时，按程序A、B、C的次序分配所请求的资源。 （4）除非请求输入输出，否则执行中的程序不会被打断，也不会把控制转给别的CPU。而且因输入输出而中断的程序再重新执行时，不一定仍在同一CPU上执行。 （5）控制程序的介入时间可忽略不计。 （6）程序A、B、C同时开始执行。 求：（1）程序A、B、C同时开始执行到执行完毕为止的时间。（2）X和Y的使用时间。 由上图可以看出 （1）A 170ms B 150ms C 180ms (2)X的使用时间120ms Y的使用时间90ms
1）引起各种状态转换的典型原因有哪些？ 运行态→就绪态时间片到或被更高优先级的进程抢占 就绪态→运行态被调度 运行态→阻塞态等待某一事件的发生而事件未发生 阻塞态→就绪态等待的事件已发生 2）当观察系统中某些进程时，能够看到某一进程的一次状态转换能引起另一个进程的一次状态转换。在什么情况下，当一个进程发生转换3时能立即引起另一个进程发生转换2？ 就绪队列中只有一个进程 3）如图3．15，说明是否会发生下述因果转换： 2→1 会，在抢占式调度的情况下，更高优先级的进程到达，或时间片到 3→2 会，一个正在运行的进程因等待某一事件的发生而转入阻塞态，而就绪队列 中有进程在等待运行 4→1 不会 （3）挂起状态和阻塞状态有何区别？在具有挂起操作的系统中，进程的状态有哪些？如何变迁？ 被挂起进程处于静止状态，不能参与竞争CPU，直到被激活，但被挂起进程可能并不缺少资源；而阻塞进程是由于等待某一事件的发生，处于缺乏资源的状态。 （4）在创建一个进程时需要完成的主要工作是什么？在撤消一个进程时需要完成的主要工作又是什么？ 创建进程的主要工作是为被创建进程创建一个PCB，并填入相应的初始值。并把该进程插入就绪队列。 撤消该进程的所有子孙进程。在撤消的过程中，被撤消进程的所有系统资源（内存、外设）应全部释放出来归还给系统，并将它们从所有队列中移出。如果被撤消进程正在处理器上运行，则要调用进程调度程序将处理器分配给其它进程。 习题4.5 5．应用题 （1）有三个并发进程R、W1和W2，共享两个各可存放一个数的缓冲区B1、B2。进程R每次从输入设备读入一个数，若读入的是奇数，则将它存入B1中，若读入的是偶数，将它存入B2中；当B1中有数，由进程W1将其打印输出；当B2中有数，进程W2将其打印输出。试编写保证三者正确工作的程序。 struct semaphone B1_Empty, B1_Full, B2_Empty, B2_Full; B1_Empty.value=1; B1_Full.value=0; B2_Empty.value=1; B2_Full.value=0; void R( ) { int a; While(1) { read a number a; if (a%2) { wait(B1_Empty); put a in B1;
非抢占式优先级调度算法 1. 简介 非抢占式优先级调度算法是一种常用的进程调度算法，它根据进程的优先级来确定调度顺序。在该算法中，每个进程被分配一个优先级，优先级高的进程会先被调度执行，而优先级低的进程则会被延后执行。 2. 算法原理 非抢占式优先级调度算法的原理相对简单，主要包括以下几个步骤： 1.初始化：为每个进程分配一个优先级，并将它们按照优先级的高低进行排序。 2.调度：根据优先级高低，依次选择优先级最高的进程进行执行，直到所有进 程执行完毕。 3.更新优先级：在每个时间片结束后，根据一定的策略更新进程的优先级，以 保证公平性和避免饥饿现象。 3. 算法实现 3.1 进程优先级的确定 进程优先级的确定可以根据进程的特性和重要程度来进行评估。一般来说，重要性较高的进程应该被赋予较高的优先级，以确保其能够及时得到执行。在具体实现中，可以根据进程的类型、紧急程度、资源需求等因素来确定优先级的权重。 3.2 进程调度顺序的确定 在非抢占式优先级调度算法中，进程的调度顺序是根据优先级来确定的。优先级高的进程会先被调度执行，而优先级低的进程则会被延后执行。在实际实现中，可以使用一个优先队列来存储待调度的进程，每次选择优先级最高的进程进行执行。 3.3 进程优先级的更新 为了保证公平性和避免饥饿现象，进程的优先级需要定期更新。更新的策略可以根据具体需求来确定，常见的策略包括： •时间片轮转：每个进程执行一个时间片后，降低其优先级，使其他进程有机会得到执行。 •动态优先级调整：根据进程的运行状态和资源使用情况，动态调整进程的优先级，以平衡系统的整体性能。
4. 算法特点 非抢占式优先级调度算法具有以下特点： 1.简单易实现：算法原理简单，易于理解和实现。 2.公平性：优先级较低的进程也能够得到执行的机会，避免了饥饿现象的发生。 3.灵活性：可以根据具体需求选择不同的优先级更新策略，以适应不同的应用 场景。 5. 应用场景 非抢占式优先级调度算法适用于以下场景： 1.实时系统：对于实时性要求较高的系统，可以根据任务的紧急程度来确定优 先级，确保高优先级任务能够及时得到执行。 2.多任务系统：在多任务系统中，可以根据任务的重要程度和资源需求来确定 优先级，以提高系统的整体性能和响应速度。 6. 总结 非抢占式优先级调度算法是一种常用的进程调度算法，通过根据进程的优先级来确定调度顺序，能够保证重要任务能够及时得到执行。该算法具有简单易实现、公平性和灵活性的特点，适用于实时系统和多任务系统等场景。在具体实现中，需要合理确定进程的优先级，并选择适当的优先级更新策略，以提高系统的整体性能和响应速度。
操作系统进程调度算法代码 操作系统进程调度算法代码 介绍 在计算机系统中，进程是指正在执行的程序实例。当系统中有多个进 程需要运行时，操作系统需要对它们进行调度，以保证资源的合理利 用和系统的高效运行。进程调度算法是操作系统中非常重要的一部分，它决定了进程之间的优先级、时间片大小等关键参数，直接影响到系 统的性能和用户体验。 本文将介绍常见的几种进程调度算法，并给出相应的代码实现。 1. 先来先服务（FCFS） 先来先服务（First-Come, First-Served）是最简单、最直接的进程调度算法。按照提交时间顺序为进程分配CPU时间片，即先到达CPU 请求者先获得CPU使用权。 代码实现：
``` void FCFS(ProcessList list) { int time = 0; // 当前时间 for (int i = 0; i < list.size(); i++) { Process p = list.get(i); p.waitTime = time - p.arrivalTime; // 计算等待时间 time += p.burstTime; p.turnaroundTime = time - p.arrivalTime; // 计算周转时间 } } ``` 2. 短作业优先（SJF） 短作业优先（Shortest Job First）是一种基于作业长度的非抢占式进 程调度算法。按照作业长度为进程分配CPU时间片，即短作业先执行。代码实现： ``` void SJF(ProcessList list) { int time = 0; // 当前时间 while (!list.isEmpty()) {
青岛理工大学 操作系统课程设计报告 院（系）：计算机工程学院 专业：计算机科学与技术专业 学生姓名: 班级：＿＿学号: 题目：短作业优先调度算法的进程调度程序＿ 起迄日期:＿＿＿＿＿＿＿＿ 设计地点: 指导教师: 2011—2012年度第 1 学期 完成日期: 2012 年 1 月日
一、课程设计目的 进行操作系统课程设计主要是在学习操作系统课程的基础上，在完成操作系统各部分实验的基础上，对操作系统的整体进行一个模拟，通过实践加深对各个部分的管理功能的认识，还能进一步分析各个部分之间的联系，最后达到对完整系统的理解。同时，可以提高运用操作系统知识解决实际问题的能力；锻炼实际的编程能力、开发软件的能力；还能提高调查研究、查阅技术文献、资料以及编写软件设计文档的能力。 二、课程设计内容与要求 设计目的：在多道程序和多任务系统中，系统内同时处于就绪状态的进程可能有若干个，且进程之间也存在着同步与互斥的关系，要求采用指定的调度策略，使系统中的进程有条不紊地工作，通过观察诸进程的运行过程，以巩固和加深处理机调度的概念。 2、设计要求（多道、单处理机）： 1)每一个进程有一个PCB，其内容可以根据具体情况设定。 2)可以在界面设定的互斥资源（包括两种：输入设备与输出设备）的数目 3)进程数、进入内存时间、要求服务时间可以在界面上进行设定 4)进程之间存在一定的同步与互斥关系，可以通过界面进行设定，其表示方法如下： 进程的服务时间由三段组成：I2C10O5（表示进程的服务时间由2个时间片的输入，10个时间片的计算，5个时间片的输出） 进程间的同步关系用一个段表示：W2，表示该进程先要等待P2进程执行结束后才可以运行 因此，进程间的同步与互斥关系、服务时间可以统一用四段表示为：I2C10O5W2 5)可以在运行中显示各进程的状态：就绪、阻塞、执行 6)采用可视化界面，可在进程调度过程中随时暂停调度，查看当前进程的状态以及相 应的阻塞队列 7)具有一定的数据容错性 三、系统分析与设计 1、系统分析 本系统主要是采用短作业优先算法进程的进程调度过程。短作业优先调度算法，是指对短作业或短进程优先调度的算法。他们可以分别用于作业调度和进程调度，短作业优先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，将他们调入内存运行。而短进程优先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，将处理机分配给他，，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时再度重新调度。本程序采用了非抢占式短作业优先调度。而非抢占式这种方式，一旦把处理机分配给某进程后，便让该进程一直执行，直至该进程完成或发生某事件而被阻塞时，才再把处理机分配给其它进程，决不允许某进程抢占已经分配出去的处理机。这种调度方式的优点是实现简单，系统开销小，适用于大多数的批处理系统环境。但它难以满足紧急任务的要求——立即执行，因而可能造成难以预料的后果。因此，在要求比较严格的实时系统中，不宜采用这种调度方式本系统的主要是在满足要求多道单处理机的情况下进行短作业的优先调度。 本系统在测试时输入了五个进程，按实验要求如I2C10O5（表示进程的服务时间由2个时间片的输入，10个时间片的计算，5个时间片的输出，5个时间片的计算组成）的方式输入，各进程的信息如下：（0 0 1 1 1 ）（1 2 1 2 2 ）（2 4 1 1 1 ）
非剥夺式优先级调度算法 简介 非剥夺式优先级调度算法是一种常见的进程调度算法，它根据进程的优先级来决定其执行顺序，高优先级的进程会被优先执行。与剥夺式优先级调度算法不同的是，非剥夺式优先级调度算法不会中断正在执行的进程，直到其完成或者主动放弃CPU 资源。 该算法通常用于实时系统或者对响应时间要求较高的场景，例如航空控制系统、医疗设备等。 算法原理 非剥夺式优先级调度算法的核心思想是根据进程的优先级来安排其执行顺序。每个进程都被赋予一个固定的优先级值，数值越高表示优先级越高。调度器会选择当前具有最高优先级的就绪进程来执行。 在非剥夺式优先级调度算法中，每个进程被分配一个时间片来执行。如果一个进程在时间片结束之前没有完成任务，则会被放回就绪队列等待下一次执行。 算法步骤 1.初始化：为每个进程分配一个初始优先级，并将所有进程按照其初始优先级 排序。 2.选择进程：从就绪队列中选择具有最高优先级的进程。 3.执行进程：执行被选中的进程，直到其完成任务或者时间片用尽。 4.更新优先级：根据一定的策略更新执行完任务的进程的优先级。 5.进程调度：将执行完任务的进程重新插入就绪队列，并按照更新后的优先级 进行排序。 6.重复步骤2-5，直到所有进程都完成任务。 算法特点 1.非剥夺式：该算法不会中断正在执行的进程，直到其主动放弃CPU资源或者 完成任务。 2.优先级高者优先：该算法根据进程的优先级来决定其执行顺序，高优先级的 进程会被优先执行。 3.时间片轮转：每个进程被分配一个固定长度的时间片来执行，避免长时间占 用CPU资源。
算法实现 下面是一个简单示例代码，演示了如何使用非剥夺式优先级调度算法： class Process: def __init__(self, name, priority): https://www.doczj.com/doc/9e19145522.html, = name self.priority = priority def execute(self): print(f"Executing process {https://www.doczj.com/doc/9e19145522.html,} with priority {self.priority}") # 创建进程列表 processes = [ Process("Process A", 2), Process("Process B", 1), Process("Process C", 3) ] # 按照优先级排序进程列表 processes.sort(key=lambda x: x.priority, reverse=True) # 执行进程 for process in processes: process.execute() 执行结果如下： Executing process Process C with priority 3 Executing process Process A with priority 2 Executing process Process B with priority 1 算法优化 为了提高非剥夺式优先级调度算法的效率和公平性，可以采取以下一些优化策略：1.动态调整优先级：根据进程的行为和执行情况，动态调整其优先级。例如， 一个频繁发生阻塞的进程可以降低其优先级，而一个长时间未被执行的进程 可以提高其优先级。 2.周期性重新排序：定期对就绪队列中的进程重新排序，以确保高优先级的进 程能够及时得到执行。 3.防止饥饿：为了避免低优先级的进程长时间得不到执行，可以引入抢占机制， 当某个低优先级的进程等待时间过长时，可以抢占正在执行的高优先级进程。
操作系统中的进程调度算法及实现细节 进程调度是操作系统中非常重要的功能之一，它决定了多个进程 之间的执行顺序和资源分配。不同的进程调度算法有着不同的实现细节，针对不同的应用场景和系统需求，操作系统会选择不同的进程调 度算法来优化系统性能。本文将就进程调度算法及其实现细节进行探讨。 一、进程调度算法 1.1先来先服务（First Come First Serve，FCFS）算法 FCFS算法是最简单的进程调度算法，当一个进程进入就绪队列时，调度程序会按照它们到达的先后顺序进行调度，即先到先服务。这种 算法简单直观，但当遇到长作业在短作业后面排队时，会出现“饥饿”现象。 1.2最短作业优先（Shortest Job First，SJF）算法 SJF算法是一种非抢占式的调度算法，它选择下一个执行的进程是根据它的执行时间来决定的。即执行时间最短的进程先执行。这种算
法可以最大程度地减少平均等待时间，但是对长作业会出现“饥饿” 现象。 1.3高响应比优先（Highest Response Ratio Next，HRRN）算法 HRRN算法是基于SJF算法的改进，它不仅仅考虑了作业的执行时间，还考虑了作业的等待时间。通过响应比来确定优先级，从而避免 了长作业的“饥饿”现象。 1.4时间片轮转（Round Robin，RR）算法 RR算法是一种基于时间片的调度算法，每个进程被分配一个时间片，当时间片用完时，该进程会被放到队列的末尾，等待下一次调度。这种算法适合用于分时系统，能够保证公平性。 1.5多级反馈队列（Multi-Level Feedback Queue，MLFQ）算法 MLFQ算法是一种综合多种调度算法的调度算法，通过多个队列来 管理进程，每个队列有不同的优先级和时间片，根据进程的行为来动 态调整优先级和时间片。 二、实现细节 2.1进程调度表
进程调度算法代码 进程调度算法是操作系统中的一种重要机制，它决定了在多道程序环境下，如何安排各个进程的执行顺序和时间片。不同的进程调度算法有不同的实现方式和优缺点，本文将就常见的几种进程调度算法进行详细介绍。 1. 先来先服务（FCFS） 先来先服务是最简单、最直观的进程调度算法。它按照进程到达时间的先后顺序进行调度，即先到达的进程先执行。当一个进程开始执行后，直到该进程执行完毕或者发生某些阻塞事件才会切换到另一个进程。 FCFS算法代码如下： ``` void FCFS(){ int i; for(i=0;i wait(p[i+1].arrive_time-p[i].arrive_time-p[i].need_time); } } } ``` 其中，p数组表示所有需要执行的进程，n表示总共有多少个需要执行的进程。run函数表示运行该进程所需时间片，wait函数表示等待下一个进程到达所需时间。 FCFS算法优点是简单易懂、公平性好，但其缺点也很明显：无法处理短作业优先问题、平均等待时间长等。 2. 短作业优先（SJF） 短作业优先是一种非抢占式的进程调度算法，它根据每个进程的执行时间来进行排序，执行时间短的进程先执行。如果有多个进程的执行时间相同，则按照到达时间的先后顺序进行调度。 SJF算法代码如下： ``` void SJF(){ int i,j; for(i=0;i 处理机的调度算法原理 处理机调度算法原理 处理机调度算法是指负责调度CPU执行任务的算法。现在的操作系统 很多都支持多任务操作，因此如何高效地调度多个任务变得非常重要。这篇文章将介绍处理机调度算法的原理以及常见的调度算法，帮助读 者更好地了解处理机调度。 一、调度算法原理 处理机调度算法的主要目标是提高系统的性能和响应时间。具体地， 它需要通过合理的任务分配和优化运行顺序来使CPU资源得到更好的 利用。 CPU调度算法的原理可以归纳为以下几个方面： 1. 多种调度算法：由于不同操作系统之间的实现方式不同，所以CPU 调度算法也有很多不同的实现方式。例如一些常见的调度算法如抢占 式调度、非抢占式调度、时间片轮转调度等。 2. 进程队列管理：处理机调度算法通过对进程队列的管理来实现任务 的分配。进程队列分为就绪队列、等待队列和完成队列，操作系统会 动态分配可执行的进程，然后在就绪队列中等待执行。 3. 优先级管理：操作系统为每个进程分配一个优先级，并根据该优先 级来决定哪个进程优先执行。优先级的设置和调整对于整个系统的性 能和稳定性有着重要的影响。 二、调度算法 1. 先来先服务（FCFS） FCFS算法实现简单，按照进程到达的先后顺序执行。但是，该算法可 能会导致长进程优先原则的问题，即一个长进程进入等待队列后，后 面到达的短进程需要等待很长时间才能得到CPU资源。 2. 最高优先级优先调度算法（HPF） HPF算法以优先级作为调度依据，优先级高的进程先执行。但是，该算法可能会导致低优先级进程永远得不到CPU资源。 3. 时间片轮转调度算法 时间片轮转调度算法是根据时间片的大小，对CPU进行优先级扫描并 使执行领域进程拥有相同的可用CPU时间。时间片大小越小，CPU在进行进程切换时的频率就越高。 4. 抢占式调度算法 抢占式调度算法将当前进程从CPU中抢占，然后调度另一个进程在剩 余的时间片内执行。这种算法可以防止一个进程占用CPU太久的问题，并且可以由一个高优先级进程抢占低优先级进程的CPU资源。 5. 编辑性调度算法 编辑性调度算法是MRI公司开发的一种处理机调度算法。其特点是通 过最小化进程等待时间来使得CPU的使用变得更加高效。 三、总结 非抢占式优先级算法例题 摘要： 一、非抢占式优先级算法概述 二、非抢占式优先级算法的实现过程 三、非抢占式优先级算法的例题解析 四、非抢占式优先级算法的优缺点分析 正文： 一、非抢占式优先级算法概述 非抢占式优先级算法是一种基于优先级和进程到达时间来调度进程的算法。在非抢占式优先级算法中，进程的优先级是根据其优先数来确定的，优先数越大，优先级越高。该算法的特点是在进程执行过程中，不会因为新进程的到达而抢占正在执行的进程。 二、非抢占式优先级算法的实现过程 非抢占式优先级算法的实现过程主要包括以下几个步骤： 1.按进程到达时间由小到大的顺序输入进程信息。 2.对进程的优先数进行排列，优先数越大，优先级越高。 3.计算每个进程的执行结束时间，根据进程的结束时间和到达时间计算出每个进程的等待时间。 4.按照进程的优先级和等待时间，将进程加入到进程队列中。 5.每次从进程队列中取出优先级最高的进程执行，直到所有进程执行完毕。 三、非抢占式优先级算法的例题解析 假设有以下五个进程： 进程1：到达时间为2，优先数为3。 进程2：到达时间为5，优先数为1。 进程3：到达时间为4，优先数为2。 进程4：到达时间为1，优先数为3。 进程5：到达时间为3，优先数为3。 按照非抢占式优先级算法的实现过程，可以得到以下进程执行顺序： 1.进程4：到达时间最早，优先数最高，所以首先执行。 2.进程1：到达时间次早，优先数次高，执行完毕后，等待进程2、3、5 执行。 3.进程2：到达时间稍晚，优先数最低，执行完毕后，等待进程3、5 执行。 4.进程3：到达时间较晚，优先数较高，执行完毕后，等待进程5 执行。 5.进程5：到达时间最晚，优先数最高，最后执行。 四、非抢占式优先级算法的优缺点分析 非抢占式优先级算法的优点是保证每个进程都能得到执行，不存在抢占现象，进程执行顺序合理。 非抢占式多级反馈队列调度算法 非抢占式多级反馈队列调度算法是一种常用的进程调度算法，也是操作系统领域中非常经典和重要的一个概念。在操作系统中，进程调度是指操作系统对进程进行选择和分配处理器的过程，而多级反馈队列调度算法是其中一种常见的调度策略。 一、多级反馈队列调度算法的基本原理 1.1 多级反馈队列的设置 多级反馈队列调度算法通过设置多个队列，每个队列具有不同的优先级，来实现对进程的调度。一般来说，优先级高的队列具有更高的调度优先级，而优先级低的队列具有较低的调度优先级。当一个进程到达系统时，首先被放入最高优先级的队列中，如果在一个时间片内没有执行完毕，则将其移动到优先级稍低的队列中，以此类推，直到进程执行完毕或者被放入最低优先级的队列中。 1.2 时间片的设定 在多级反馈队列调度算法中，不同队列具有不同的时间片大小，一般来说，优先级高的队列具有较短的时间片，而优先级低的队列具有较长的时间片。这样设计的好处是，能够兼顾高优先级进程的及时响应和低优先级进程的长时间执行。 1.3 调度策略 多级反馈队列调度算法的核心在于其调度策略。一般来说，即使在同 一优先级的队列中，也采用先来先服务的策略，即按照进程到达的顺 序进行调度。而在不同优先级的队列之间，则按照各自的调度策略来 执行。 二、多级反馈队列调度算法的实现 在实际的操作系统中，多级反馈队列调度算法的实现需要考虑诸多因素。首先是如何设置各个队列的优先级和时间片大小，需要根据具体 的系统特点和需求来进行调整。其次是如何具体实现调度策略，包括 进程的进入队列和离开队列的条件、时间片的划分和分配等细节问题。针对不同的操作系统，可能会有不同的实现方式和优化方法。 三、对非抢占式多级反馈队列调度算法的个人理解和观点 在我看来，非抢占式多级反馈队列调度算法是一种非常灵活和高效的 调度策略。它能够兼顾到各个进程的优先级和执行时间，既能够保证 高优先级进程的及时响应，又能够充分利用处理器资源，提高系统的 整体吞吐量。由于其非抢占式的特点，能够减少上下文切换的次数， 降低系统的开销，提高系统的稳定性和可靠性。 在操作系统中，多级反馈队列调度算法是一种非常重要的调度策略。 它通过灵活设置各个队列的优先级和时间片大小，以及合理设计调度 策略，能够有效地提高系统的整体性能和吞吐量，提升用户的体验和 处理机调度算法 处理机调度算法（CPU Scheduling Algorithm）是操作系统中一个非常重要的概念，它指的是在多个进程需要占用系统处理器的情况下，如何高效地分配时间片，使得每个进程都能得到公平的处理机时间，系统能够充分利用处理器的资源。 算法分类 常见的处理机调度算法主要有以下几种： 1. 先来先服务（FCFS）调度算法 先来先服务是最简单的处理机调度算法。它的基本思想是，一个进程需要处理时，处理器按照进程提交的顺序进行调度。即，先提交的进程先执行，等前一个进程执行完后，下一个进程才会被处理。这种算法的优点是简单易行，缺点是可能导致一些进程等待时间较长。 2. 短作业优先（SJF）调度算法 短作业优先是一种非抢占式的算法，它的基本思想是根据每个进程需要处理的总时间长短来排序，先处理需要处理时间较短的作业，这种方法可以最小化平均等待时间。但是，由于它需要知道每个进程的总执行时间，因此难以实现。 3. 时间片轮转（RR）调度算法 时间片轮转是一种抢占式的算法，它的基本思想是将处理机分为时间片，每个进程都可以运行一个时间片，时间片到期后，如果还未结束，则该进程被挂起，另一个就绪进程插入，并重新分配一个时间片。这种算法能够避免某些进程长时间占用资源，每个进程都能在一定时间内得到处理机的时间。 4. 优先级调度（Priority Scheduling）算法 优先级调度是一种非抢占式的算法，它的基本思想是为每个进程设置不同的优先级，进程具有最高优先级的先被处理，如果存在两个相等的进程优先级，那么会使用先来先服务的方式进行处理。缺点是可能导致低优先级的进程等待时间太长。 5. 多级反馈队列（MFQ）调度算法 多级反馈队列是一种复杂的算法，它的基本思想是将所有进程按照其优先级分为多个队列，优先级相同的进程被分成同一个队列，不同队列之间根据时间片大小相差不同。例如，第一队列的时间片为10ms，第二队列的时间片为20ms，第三队列的时间片为40ms，以此类推。当一个进程运行完队列中的所有时间片后，如果还未结束，则会降低优先级，重新加入到一个较低优先级的队列中。 算法分析 非抢占式优先级调度算法 （最新版） 目录 一、非抢占式优先级调度算法概述 二、非抢占式优先级调度算法的工作原理 三、非抢占式优先级调度算法的例子 四、非抢占式优先级调度算法的优点与不足 五、结论 正文 一、非抢占式优先级调度算法概述 非抢占式优先级调度算法是一种操作系统中用于进程调度的算法。在这种算法中，进程根据分配给它们的优先级编号进行调度。一旦进程被安排好了，它就会运行直到完成。通常，优先级数越低，进程的优先级越高。 二、非抢占式优先级调度算法的工作原理 非抢占式优先级调度算法的工作原理是，操作系统会根据进程的优先级编号来安排执行顺序。优先级编号越低的进程，执行顺序越靠前。在进程执行过程中，如果还有其他优先级更低的进程到达，那么操作系统会立即停止当前进程的执行，转而执行优先级更低的进程。 三、非抢占式优先级调度算法的例子 为了更好地理解非抢占式优先级调度算法，我们可以通过一个例子来进行说明。假设有 7 个进程，它们的优先级编号分别为 1、2、3、4、5、6、7。根据非抢占式优先级调度算法，进程的执行顺序如下： 1.进程 P1（优先级 2）在时间 0 到达，立即执行。 2.进程 P2（优先级 1）和进程 P3（优先级 3）同时到达，由于 P2 的优先级高于 P3，所以操作系统先执行 P2，再执行 P3。 3.进程 P4（优先级 4）到达，由于其优先级低于 P3，所以 P4 在 P3 之后执行。 4.进程 P5（优先级 5）、进程 P6（优先级 6）和进程 P7（优先级 7）同时到达，由于它们的优先级都低于 P4，所以它们的执行顺序按照到达时间先后进行。 四、非抢占式优先级调度算法的优点与不足 非抢占式优先级调度算法的优点是简单易懂，优先级设置合理时可以保证系统资源得到有效利用。然而，它也存在一些不足，例如可能导致低优先级进程长时间等待高优先级进程完成，从而导致系统响应速度变慢。 五、结论 非抢占式优先级调度算法是一种简单的进程调度算法，具有一定的优点，但同时也存在不足。 复习题 （1）用一个执行时间图描述在采用非抢占优先级算法时执行这些作业的情况； （2）对于上述算法，各个作业的周转时间是多少？平均周转时间是多少？ （3）对于上述算法，各个作业的带权周转时间是多少？平均带权周转时间是多少二、有两个程序，A程序按顺序使用CPU 10S，使用设备甲5S，使用CPU 5S，使用设备 乙10S，最后使用CPU 10S。B程序按顺序使用设备甲10S，使用CPU 10S，使用设备乙5S，使用CPU 5S，使用设备乙10S。在顺序环境下先执行A程序再执行B程序，CPU的利用率是多少？提示：CPU利用率=CPU运行时间/程序运行时间。 三、在单机系统中，系统中各个进程到达就绪队列的时刻、执行时间和优先级如下表所示。 假设进程的调度时间忽略不计。请分别给出采用下面不同的进程调度算法时各个进程的调度次序，画出执行时间图，并计算平均周转时间、平均带权周转时间。 （1）先来先服务调度算法； （2）时间片轮换调度算法（时间片为1ms）； （3）抢占式短进程优先调度算法； （4）抢占式优先级调度算法； （5）非抢占式优先级调度算法。 四、假设在单CPU条件下有下列要执行的作业： （1）用一个执行时间图描述在非抢占优先级算法时，执行这些作业的情况。 （2）用一个执行时间图描述在RR算法时（不考虑优先级），执行这些作业的情况（时间片为1单位）。 五、设系统中只有一台打印机，有三个用户的程序在执行过程中都要使用打印机输出计算 结果。设每个用户程序对应一个进程。问：这三个进程间有什么样的制约关系？试用P 、V 操作写出这些进程使用打印机的算法。 六、有三个进程P1，P2和P3并发工作。进程P1需用资源S3和S1；进程P2需用资源 S1和S2；进程P3需用资源S2和S3。回答： (1)若对资源分配不加限制，会发生什么情况?为什么? (2)为保证进程正确工作，应采用怎样的资源分配策略?为什么? 七、用信号灯及P 、V 操作来描述右图 1、说明进程的同步关系： 2、设置信号灯，说明含义、初值。 3、写出程序描述（ 用P 、V 操作描述 P1、P2、P3）。 主函数如下： main() {int s13=0,s23=0; cobegin p1; p2; p3; coend} 八、假定系统中有4个进程P1、P2、P3、P4和3种类型的资源R1、R2、R3，数量分别 为9、3、6，在t0时刻的资源分配情况如表所示。 表 t0时刻的资源分配表 Max Allocation Need Available R1 R2 R3 R1 R2 R3 R1 R2 R3 R1 R2 R3 P1 3 2 2 1 0 0 2 2 2 1 1 2 P2 6 1 3 5 1 1 1 0 2 P3 3 1 4 2 1 1 1 0 3 P4 4 2 2 2 4 2 试问：（1）t0时刻是否安全？ （2）P2发出请求向量Request2（1，0，1），系统能否将资源分配给它？ （3）在P2申请资源后，若P1发出请求向量Request1（1，0，1），系统能否 将资源分配给它？ （4）在P1申请资源后，若P3发出请求向量Request3（0，0，1），系统能否 将资源分配给它？ 资 源 情 况 进 程 学号： 课程设计 题目进程调度模拟设计——优先级法、非强占式短进程优先算法 学院计算机 专业 班级 姓名 指导教师吴利军 2013 年 1 月16 日 课程设计任务书 学生姓名：指导教师：吴利军工作单位：计算机科学与技术学院 题目: 进程调度模拟设计——优先级法、非强占式短进程优先算法初始条件： 1．预备内容：阅读操作系统的处理机管理章节内容，对进程调度的功能以及进程调度算法有深入的理解。 2．实践准备：掌握一种计算机高级语言的使用。 要求完成的主要任务:（包括课程设计工作量及其技术要求，以及说明书撰写 等具体要求） 1．模拟进程调度，能够处理以下的情形： ⑴能够选择不同的调度算法（要求中给出的调度算法）； ⑵能够输入进程的基本信息，如进程名、优先级、到达时间和运行时间等； ⑶根据选择的调度算法显示进程调度队列； ⑷根据选择的调度算法计算平均周转时间和平均带权周转时间。 2．设计报告内容应说明： ⑴需求分析； ⑵功能设计（数据结构及模块说明）； ⑶开发平台及源程序的主要部分； ⑷测试用例，运行结果与运行情况分析； ⑸自我评价与总结： i）你认为你完成的设计哪些地方做得比较好或比较出色； ii）什么地方做得不太好，以后如何改正； iii）从本设计得到的收获（在编写，调试，执行过程中的经验和教训）； iv）完成本题是否有其他方法（如果有，简要说明该方法）； 时间安排： 设计安排一周：周1、周2：完成程序分析及设计。 周2、周3：完成程序调试及测试。 周4、周5：验收、撰写课程设计报告。 （注意事项：严禁抄袭，一旦发现，一律按0分记） 指导教师签名：年月日 系主任（或责任教师）签名：年月日 非抢占式优先级算法例题 （最新版） 目录 一、非抢占式优先级算法的概念及特点 二、非抢占式优先级算法的例题讲解 1.优先数排列 2.进程执行次序计算 3.标记进程状态 4.输出执行序列 三、非抢占式优先级算法的实际应用及优势 四、总结 正文 一、非抢占式优先级算法的概念及特点 非抢占式优先级算法是一种操作系统中的进程调度算法，它根据进程的优先级来决定进程执行的顺序。优先级高的进程先执行，优先级相同的进程按照到达时间先后执行。这种算法的特点是进程执行顺序确定，不会发生抢占现象。 二、非抢占式优先级算法的例题讲解 以下是一个非抢占式优先级算法的例题： 假设有以下五个进程： 进程 1：优先级为 3，到达时间为 1 进程 2：优先级为 1，到达时间为 2 进程 3：优先级为 2，到达时间为 3 进程 4：优先级为 4，到达时间为 4 进程 5：优先级为 3，到达时间为 5 按照非抢占式优先级算法，进程执行顺序如下： 1.优先级为 1 的进程 2 最先到达，所以进程 2 先执行。 2.优先级为 2 的进程 3 到达，因为优先级高于进程 4，所以进程 3 开始执行。 3.优先级为 3 的进程 1 和进程 5 到达，因为进程 1 的到达时间早于进程 5，所以进程 1 开始执行。 4.优先级为 4 的进程 4 开始执行。 以此类推，直到所有进程执行完毕。 三、非抢占式优先级算法的实际应用及优势 非抢占式优先级算法在实际操作系统中得到了广泛的应用，主要优势如下： 1.公平性：优先级高的进程优先执行，优先级相同的进程按照到达时间先后执行，保证了进程执行的公平性。 2.稳定性：进程执行顺序确定，不会发生抢占现象，使得系统运行更加稳定。 3.简单性：算法实现简单，易于理解和维护。 四、总结 非抢占式优先级算法是一种公平、稳定且简单的进程调度算法。它根据进程的优先级和到达时间来决定进程执行的顺序，从而保证了系统的正常运行。处理机的调度算法原理
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