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  • 优先权调度算法

    2021-06-01 20:30:41
    为了照顾紧迫型作业,使之在进入系统后便获得优先处理,引入了最高优先权优先(FPF)调度算法。此算法常被用于批处理系统中,作为作业调度算法,也作为多种操作系统中的进程调度算法,...(2) 抢占式优先权调度算法 ...

    为了照顾紧迫型作业,使之在进入系统后便获得优先处理,引入了最高优先权优先(FPF)调度算法。此算法常被用于批处理系统中,作为作业调度算法,也作为多种操作系统中的进程调度算法,还可用于实时系统中。当把该算法用于作业调度时,系统将从后备队列中选择若干个优先权最高的作业装入内存。当用于进程调度时,该算法是把处理机分配给就绪队列中优先权最高的进程,这时,又可进一步把该算法分成如下两种:
    (1)非抢占式优先权算法
    (2) 抢占式优先权调度算法

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  • 优先权调度算法(FPF) 为照顾紧迫性作业,使之在进入系统后便获得优先处理,引入了最高优先权优先(FPF)调度算法。此算法常被用于批处理系统中,作为作业调度算法,也作为多种操作系统中的进程调度算法,还可...

    高优先权调度算法(FPF)

    为照顾紧迫性作业,使之在进入系统后便获得优先处理,引入了最高优先权优先(FPF)调度算法。此算法常被用于批处理系统中,作为作业调度算法,也作为多种操作系统中的进程调度算法,还可用于实时系统中。它分为两种:非抢占式优先权算法、抢占式优先权调度算法。

    优先权的类型有静态优先权和动态优先权,最高优先权调度算法的关键就在于:使用静态优先权、动态优先权和如何确定进程的优先权。

    静态优先权:一般用一个整数表示,在进程创建时确定,进程的整个运行期间保持不变。又称为优先数。动态优先权:在进程创建时赋予优先权,随着进程的推进或者等待时间的增加而改变。

    确定进程优先权的依据有三个方面:(1)进程类型:一般来说系统进程高于用户进程。(2)进程对资源的要求:如进程的估计时间及内存需要量的多少,对要求少的进程赋予较高优先权。(3)用户要求:由用户进程的紧迫程度及用户所付费用的多少来确定优先权的。

     

    高响应比优先调度算法

    在批处理系统中,短作业优先算法是一种比较好的算法,其主要不足是长作业的运行得不到保证。我们为每个作业引入动态优先权,并使作业的优先级随着等待时间的增加而以速率a提高,则可解决问题。

    优先权 = (等待时间 + 要求服务时间)/  要求服务时间。由于等待时间与服务时间之和就是系统的响应时间,故上式又表示为:Rp=响应时间 / 要求服务时间

    可以看出随着进程等待时间增长,优先权线性增长,等待足够长时间是一定能获得处理机的;要求服务时间短,优先权线性增长,有利于短作业。进程要求服务时间相同时,等待时间长的优先级高,所以是先来先服务

     

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  • 操作系统-高优先权调度算法 操作系统-高优先权调度算法 操作系统-高优先权调度算法
  • 大半年的失踪人口回归,陆续会把草稿箱里的10+篇博客都补充完整,立flag!...抢占式优先权调度算法:不同于非抢占式优先权调度算法,抢占式优先权调度算法会多次进行优先级排序。我们规定一个时间片,用来把一个...

    大半年的失踪人口回归,陆续会把草稿箱里的10+篇博客都补充完整,立flag!!!

    优先权调度算法

    按照根据每个作业的优先数,依次执行每一个作业

     非抢占式优先权调度算法:只确定一次作业的优先级,按照优先数由高到低依次执行每个作业,当前作业完成才能进行下一个作业

     抢占式优先权调度算法:不同于非抢占式优先权调度算法,抢占式优先权调度算法会多次进行优先级排序。我们规定一个时间片,用来把一个作业分成多个部分。一个时间片内执行一个作业的一部分,每经过一个时间片,就进行一次优先级排序,每次都只执行优先级最高的作业,当然作业每执行一次,其优先级会降低。

     

    有一群狮子抢食,同一时间只能一只狮子享用,根据物竞天择法则,应当是最强的那头先享用。

    非抢占式是最强的吃完-->第二强的吃完-->........-->最弱吃完。像是一个有序的狮群,每头都服从领袖。

    而抢占式的竞争更激烈,即使是决斗中的胜者,也只能安稳的吃一口,在这一口之后就会有其他狮子来决斗,再由新获胜的狮子来进食,即一直是每轮比试中的第一名享用。像是一个无领袖的狮群,每个都想当领袖。

    下面上代码:

    pcb类:

    package Processscheduling2;
    
    public class Pcb {
    public int id;
    public String state="stop";//状态  F完成 W等待  R运行
    public int youxianshu;//优先数
    public int needtime;//作业长短
    public  Pcb(int id,int youxinashu,int needtime){
    	this.id=id;
    	this.youxianshu=youxinashu;
    	this.needtime=needtime;
    	}
    
    public  Pcb(int id,int needtime){
    	this.id=id;
    //	this.youxianshuu=youxinashu;
    	this.needtime=needtime;
    	}
    
    
    }
    

    进程调度类:

    偷个懒,用线程控制一个时间片的时间,也可以用系统时间差来规定时间片。

    每执行一次,该作业所需时间-1,优先数-3

    package Processscheduling2;
    
    import java.text.SimpleDateFormat;
    import java.util.ArrayList;
    import java.util.Date;
    import java.util.Scanner;
    
    public class ProcessScheduling extends Thread {
    	public static void main(String[] args) {
    		// TODO Auto-generated method stub
    		ProcessScheduling p = new ProcessScheduling();
    		p.select();
    	}
    
    	private int num;
    	private ArrayList<Pcb> mes = new ArrayList<Pcb>();
    	private ArrayList<Pcb> use = new ArrayList<Pcb>();
    	private ArrayList<Pcb> finish = new ArrayList<Pcb>();
    	private ArrayList<Pcb> run = new ArrayList<Pcb>();
    	private boolean flag = true;
    	private int count;
    	private String option=null;
    	private void select() {
    		// TODO Auto-generated method stub
    		System.out.println("******************************************");
    		System.out.println("*************   优先级调度   ************");
    			// 优先数
    			System.out.println("请输入进程个数");
    			Scanner scan = new Scanner(System.in);
    			num = scan.nextInt();
    			for (int i = 1; i <= num; ++i) {
    				System.out.println("请输入第" + i + "个进程名");
    				Scanner sanid = new Scanner(System.in);
    				int id = sanid.nextInt();
    				System.out.println("请输入第" + i + "个进程优先数");
    				Scanner sancount = new Scanner(System.in);
    				int sanc = sanid.nextInt();
    				System.out.println("请输入第" + i + "个进程所需服务时间");
    				Scanner sanneed = new Scanner(System.in);
    				int saneed = sanid.nextInt();
    				mes.add(new Pcb(id, sanc, saneed));
    				use.add(new Pcb(id, sanc, saneed));
    				System.out.println("");
    			}
    			option="youxianshu";
    			this.run();
    		
    	}
    	private void judgeSort() {
    		// 进行优先数排序PrioCreateProccess()
    		for (int i = 0; i < use.size(); ++i) {
    			for (int j = 0; j < use.size(); ++j) {
    				if (use.get(i).youxianshu > use.get(j).youxianshu) {
    					int t = use.get(i).youxianshu;
    					int tt = use.get(i).id;
    					int ttt = use.get(i).needtime;
    					use.get(i).youxianshu = use.get(j).youxianshu;
    					use.get(i).id = use.get(j).id;
    					use.get(i).needtime = use.get(j).needtime;
    					use.get(j).youxianshu = t;
    					use.get(j).id = tt;
    					use.get(j).needtime = ttt;
    				}
    			}
    		}
    	}
    
    	@Override
    	public void run() {
    	if(option=="youxianshu"){
    		count = 0;
    		judgeSort();
    		count++;
    		while (flag) {
    			if (run == null) {
    				run.add(use.get(0));
    				System.out.println("还没有进程被调度");
    			}
    			use.get(0).youxianshu -= 3;
    			use.get(0).needtime -= 1;
    			use.get(0).state = "run";
    			for (int h = 1; h < use.size(); h++) {
    				use.get(h).state = "wait";
    			}
    			for (int i = 0; i < use.size(); ++i) {
    				if (use.get(i).needtime == 0) {
    					use.get(i).state = "finish";
    				}
    			}
    			System.out.println("经过了" + (count) + "个时间片后," + use.get(0).id + "被调用." + "还需" + use.get(0).needtime + "时间");
    			System.out.println("经过时间片数" + "      " + "进程ID" + "     " + "该进程优先数" + "    " + "所需时间片数" + "     调度状态");
    //打印未完成进程		
    			for (int j = 0; j < use.size(); j++)
    				System.out.println(count + "                  " + use.get(j).id + "        " + use.get(j).youxianshu
    						+ "              " + use.get(j).needtime + "             " + use.get(j).state);
    //打印完成进程		
    			for (int j = 0; j < finish.size(); j++)
    				System.out
    						.println(count + "                  " + finish.get(j).id + "        " + finish.get(j).youxianshu
    								+ "              " + finish.get(j).needtime + "               " + finish.get(j).state);
    			judgeSort();
    			count++;
    
    			// 如果进程结束,就加入finish,从run中走
    			for (int i = 0; i < use.size(); ++i) {
    				if (use.get(i).needtime == 0) {
    					use.get(i).state = "finish";
    					finish.add(use.get(i));
    					use.remove(i);
    				}
    			}
    			if (finish.size() == num) {
    				flag = false;
    				System.out.println("进程全部执行");
    			}
    			try {
    				Thread.sleep(1000);
    			} catch (InterruptedException e) {
    				e.printStackTrace();
    			}
    		}
    	}}
    }

    效果图:

     

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  • 动态优先权调度算法的模拟 动态优先权调度算法的模拟 实验要求:用C语言编程实现动态优先权进程调度过程的模拟。 实验内容: (1)每个进程控制块PCB用结构描述,包括以下字段: *进程标识符id *进程优先数priority,...

    动态优先权调度算法的模拟

    动态优先权调度算法的模拟

    实验要求:用C语言编程实现动态优先权进程调度过程的模拟。
    实验内容:
    (1)每个进程控制块PCB用结构描述,包括以下字段:
    *进程标识符id
    *进程优先数priority,并规定优先数越大的进程,其优先权越高。
    *进程已占用的CPU时间cputime
    *进程还需占用的CPU时间alltime,当进程运行完毕时,aiitime变为0
    *进程的阻塞时间startblock,当进程再运行startblock个时间片后,进程将进入阻塞状态
    *进程被阻塞的时间blocktime,已阻塞的进程再等待blocktime 个时间片后,将转换成就绪状态
    *进程状态state
    *队列指针next,将PCB排成队列。

    (2)调度前,系统中有五个进程,它们的初始状态如下:
    ID 0 1 2 3 4
    PRIORITY 9 38 30 29 0
    CPUTIME 0 0 0 0 0
    ALLTIME 3 3 6 3 4
    STARTBLOCK 2 -1 -1 -1 -1
    BLOCKTIME 3 0 0 0 0
    STATE READY READY READY READY READY

    (3)进程在就绪队列呆一个时间片,优先数增加1。
    (4)进程每运行一个时间片,优先数减3。

    编写程序按下面格式显示每个时间片内进程的情况:
    RUNNING PROG:i
    READY_QUEUE :->id1->id2
    BLOCK_QUEUE :->id3->id4

    ID 0 1 2 3 4
    PRIORITY P0 P1 P2 P3 P4
    CPUTIME C0 C1 C2 C3 C4
    ALLTIME A0 A1 A2 A3 A4
    STARTBLOCK T0 T1 T2 T3 T4
    BLOCKTIME B0 B1 B2 B3 B4
    STATE S0 S1 S2 S3 S4

    任务分析

    1.网上已经有了好多此方面的代码,自己只是一个小白,思路也是按着网上找来的自己写的。但是注释足够多。结果也是按着要求来输出的。希望能帮到大家。
    2.网上大多用了一个cpuBusy的变量,用来判断是否cpu内有正在执行的进程,为了给大家展示进程间的切换要考虑的东西,所以就把那一变量给舍去了,但用那变量真的能节省好多代码量。
    3.此个实验共有两种结果。一种是时间片执行完后显示的各进程信息,结果为19个时间片;另一种是时间片执行前各进程信息(也就是把初始化信息多输出一遍),结果为20个时间片。

    代码如下

    #include  《iostream》(此处尖括号应为英文状况)
    using namespace std;
    #define RUNNED -1
    #define BLOCK 0
    #define READY 1
    #define RUN 2
    
    struct PCB{
    	int id;				//进程标识符
    	int priority;		//优先权
    	int cpuTime;		//已占用的CPU时间
    	int allTime;		//还需占用的CPU时间
    	int startBlock;		//进程再运行startBlock时间片后,进入阻塞状态
    	int blockTime;		//进程被阻塞时间
    	int state;			//进程状态,0--BLOCK,1--READY,-1--RUNNED,2--RUN
    	PCB *next;			//下一进程指针
    
    	PCB(int id,int priority,int cpuTime,int allTime,
    		int startBlock,int blockTime,int state){		//结构体构造函数
    		this->id=id;	
    		this->priority=priority;	
    		this->cpuTime=cpuTime;
    		this->allTime=allTime;	
    		this->startBlock=startBlock;
    		this->blockTime=blockTime;	
    		this->state=state;	
    		this->next=NULL;
    	}
    
    };
    
    int n;							//进程数
    int timeSlice=0;				//时间片
    PCB* ready_Queue_Head=NULL;		//就绪队列头指针
    PCB* block_Queue_Head=NULL;		//阻塞队列头指针
    PCB* running_proc=NULL;			//当前执行的进程,-1表示当前没有执行的进程
    PCB* runned_proc=NULL;
    PCB** processInfo=NULL;			//按id号升序把各进程存储
    
    
    
    //初始化就绪、阻塞队列,各队列均有头结点
    void InitQueue(){
    	ready_Queue_Head=(PCB*)malloc(sizeof(PCB));	//为头指针分配空间
    	ready_Queue_Head->next=NULL;		
    
    	block_Queue_Head=(PCB*)malloc(sizeof(PCB));
    	block_Queue_Head->next=NULL;
    	
    	runned_proc=(PCB*)malloc(sizeof(PCB));
    	runned_proc->next=NULL;
    }
    
    
    //将进程插入相应队列,按优先权降序排列
    void InsertProcess(PCB* process,PCB* Queue_head){
    	PCB* p=Queue_head->next;	//指向第一条进程
    	PCB* p_before=Queue_head;	//方便插入操作
    
    	while(p!=NULL && process->priority<p->priority){	//按优先权降序排列
    		p_before=p;
    		p=p->next;
    	}
    
    	process->next=p;
    	p_before->next=process;
    }
    
    
    //手动输入创建各进程
    void CreateProcess(){
    	cout<<"输入进程数:";
    	cin>>n;
    	processInfo=(PCB**)malloc(sizeof(PCB)*n);
    	
    	cout<<"输入进程的初始状态"<<endl;
    	cout<<"Priority CPUTime AllTime StartBlock BlockTime State"<<endl;
    	for(int i=0;i<n;i++){
    		PCB *p=(PCB*)malloc(sizeof(PCB));
    		cin>>p->priority>>p->cpuTime>>p->allTime>>p->startBlock
    			>>p->blockTime>>p->state;
    		p->id=i;
    		InsertProcess(p,ready_Queue_Head);
    		processInfo[i]=p;
    	}
    	cout<<"-----------------------------------------------------------------"<<endl;
    }
    
    
    //显示各队列和进程信息
    void ShowQueue(){
    	PCB* p=NULL;
    	char* info[]={"ID","PRIORITY","CPUTIME","ALLTIME","STARTBLOCK","BLOCKTIME","STATE"};
    
    	//运行中队列,-1表示没有执行中队列
    	cout<<"RUNNING PROG:"<<(running_proc==NULL?-1:running_proc->id)<<endl;
    
    	//就绪队列
    	cout<<"READY_QUEUE :";
    	for(p=ready_Queue_Head->next;p!=NULL;p=p->next){
    		cout<<"->"<<p->id;
    	}
    	cout<<endl;
    
    	//阻塞队列
    	cout<<"BLOCK_QUEUE :";
    	for(p=block_Queue_Head->next;p!=NULL;p=p->next){
    		cout<<"->"<<p->id;
    	}
    	cout<<endl;
    	cout<<"-------------------------------------------------------------------------------"<<endl;
    	
    	//输出各进程的信息
    	for(int i=0;i<7;i++){
    		if(info[i]=="PRIORITY" || info[i]=="BLOCKTIME" || info[i]=="STARTBLOCK")
    			cout<<info[i]<<"\t";
    		else
    			cout<<info[i]<<"\t\t";
    		for(int j=0;j<n;j++){
    			switch (i)
    			{
    			case 0:
    				cout<<processInfo[j]->id<<"\t";break;
    			case 1:
    				cout<<processInfo[j]->priority<<"\t";break;
    			case 2:
    				cout<<processInfo[j]->cpuTime<<"\t";break;
    			case 3:
    				cout<<processInfo[j]->allTime<<"\t";break;
    			case 4:
    				cout<<processInfo[j]->startBlock<<"\t";break;
    			case 5:
    				cout<<processInfo[j]->blockTime<<"\t";break;
    			case 6:
    				switch (processInfo[j]->state)
    				{
    				case -1:
    					cout<<"RUNNED\t";break;
    				case 0:
    					cout<<"BLOCK\t";break;
    				case 1:
    					cout<<"READY\t";break;
    				case 2:
    					cout<<"RUN\t";break;
    				}
    			}
    		}
    		cout<<endl;
    	}
    	cout<<"-------------------------------------------------------------------------------"<<endl;
    	cout<<"-------------------------------------------------------------------------------"<<endl;
    }
    
    
    //得到队列第一个进程
    PCB* GetFirstProc(PCB* head){
    	PCB* p=head->next;
    	head->next=p->next;
    	return p;
    }
    
    
    //是否为空队列
    bool EmptyQueue(PCB* head){
    	if(head->next==NULL)
    		return true;
    	else
    		return false;
    }
    
    
    //释放空间
    void FreeQueue(){
    	free(ready_Queue_Head);	//释放就绪队列空间
    	free(block_Queue_Head);	//释放堵塞队列空间
    	free(processInfo);		//释放输出信息队列空间
    	
    	//释放执行完毕各进程空间(手动输入时)
    // 	PCB* p=NULL;
    // 	while(runned_proc!=NULL){
    // 		p=runned_proc;
    // 		runned_proc=runned_proc->next;
    // 		free(p);
    // 	}
    	free(runned_proc);		//非手动输入时
    }
    
    
    //更新队列
    void UpdateQueue(){
    	
    	timeSlice++;						//时间片+1
    	//如果有进程在执行,则更新运行队列信息
    	if(running_proc!=NULL){				//cpu有正在执行的进程时
    		running_proc->cpuTime++;		//更新运行队列信息
    		running_proc->allTime--;
    		running_proc->startBlock--;
    		running_proc->priority-=3;
    	}
    
    	//更新就绪队列
    	PCB* p=ready_Queue_Head->next;
    	while(p!=NULL){
    		p->priority++;		//每等一个时间片,优先权+1
    		p=p->next;
    	}
    
    
    	//更新阻塞队列
    	p=block_Queue_Head->next;
    	PCB* p_before=block_Queue_Head;
    	while(p!=NULL){
    		p->blockTime--;			//阻塞时间-1
    
    		if(p->blockTime==0){	//阻塞结束
    			p->state=READY;		//状态更新
    			p_before->next=p->next;
    			InsertProcess(p,ready_Queue_Head);		//插入就绪队列
    			p=p_before->next;
    		}
    		else{
    			p_before=p;
    			p=p->next;
    		}
    	}
    	
    
    	//进行运行调度
    	if(running_proc!=NULL){				//有正在执行进程,考虑切换进程
    		if(running_proc->allTime==0){	//进程执行完毕
    			running_proc->state=RUNNED;
    
    			p=runned_proc->next;		//将进程插入完成队列
    			p_before=runned_proc;
    			running_proc->next=p;
    			p_before->next=running_proc;
    
    			if(ready_Queue_Head->next!=NULL){	//如果还有就绪队列,则切换队列
    				running_proc=GetFirstProc(ready_Queue_Head);
    				running_proc->state=RUN;
    			}	
    			else{								//就绪队列为空,则cpu闲置
    				running_proc=NULL;
    				return;
    			}
    		}
    		else if(running_proc->startBlock==0){				//进程进入阻塞
    			running_proc->state=BLOCK;
    			InsertProcess(running_proc,block_Queue_Head);
    			if(ready_Queue_Head->next!=NULL){	//如果还有就绪队列,则调用一此队列中的进程
    				running_proc=GetFirstProc(ready_Queue_Head);
    				running_proc->state=RUN;
    			}
    			else{								//就绪队列为空,则cpu闲置
    				running_proc=NULL;
    				return;
    			}
    		}
    		else{									//是否切换进程
    			if(ready_Queue_Head->next!=NULL)	//就绪队列为空,则不用考虑优先权高低切换进程了
    				if(running_proc->priority<ready_Queue_Head->next->priority){	//如果有多个就绪队列,则考虑优先权切换进程
    					running_proc->state=READY;
    					InsertProcess(running_proc,ready_Queue_Head);
    					running_proc=GetFirstProc(ready_Queue_Head);
    					running_proc->state=RUN;
    				}
    		}
    	}
    	else{			//执行队列为空(CPU闲置),且更新完各队列状态后,考虑将就绪队列是否有可执行的进程
    		if(ready_Queue_Head->next!=NULL){
    			running_proc=GetFirstProc(ready_Queue_Head);
    			running_proc->state=RUN;
    		}
    	}
    }
    
    
    //运行进程
    void FunctionProc(){
    	running_proc=GetFirstProc(ready_Queue_Head);
    	running_proc->state=RUN;
    	while(1){
    		if(EmptyQueue(ready_Queue_Head) && EmptyQueue(block_Queue_Head) && running_proc==NULL)
    			//就绪队列为空,且阻塞队列为空,且没有正在运行的进程,则结束
    			break;
    
    		UpdateQueue();
    		cout<<"时间片:"<<timeSlice<<endl;
    		ShowQueue();	
    	}
    	
    }
    
    
    void main(){
    	InitQueue();							//初始化就绪、阻塞队列
    
    //方便测试,不手动输入进程各数据,如需手动输入,调用CreateQueue函数
    	n=5;
    	processInfo=(PCB**)malloc(sizeof(PCB)*n);
    	
    	PCB p1(0,9,0,3,2,3,READY);
    	InsertProcess(&p1,ready_Queue_Head);	//将进程插入相应队列进行排序
    	processInfo[0]=&p1;
    	
    	PCB p2(1,38,0,3,-1,0,READY);
    	InsertProcess(&p2,ready_Queue_Head);
    	processInfo[1]=&p2;
    	
    	PCB p3(2,30,0,6,-1,0,READY);
    	InsertProcess(&p3,ready_Queue_Head);
    	processInfo[2]=&p3;
    	
    	PCB p4(3,29,0,3,-1,0,READY);
    	InsertProcess(&p4,ready_Queue_Head);
    	processInfo[3]=&p4;
    	
    	PCB p5(4,0,0,4,-1,0,READY);
    	InsertProcess(&p5,ready_Queue_Head);
    	processInfo[4]=&p5;
    
    // 手动输入进程信息函数
    // 	CreateProcess();
    
    	ShowQueue();		//显示初始化信息
    	FunctionProc();		//运行各进程
    	FreeQueue();		//释放占用空间
    }
    

    实验结果(时间片执行完后各进程信息)

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  • 优先权调度算法.zip

    2019-11-02 18:45:23
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    千次阅读 2017-04-18 16:19:01
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空空如也

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