操作系统课程设计报告

发布 2022-10-05 12:35:28 阅读 1970

淮阴工学院。

选题名称: 基于时间片的高优先级调度模拟实现

系(院经济管理学院。

专业信息管理与信息系统。

班级信管1091

姓名: 赵洁学号: 1091807127

姓名: 杨娟学号: 1091807123

姓名: 俞庆燕学号: 1091807124

姓名: 方晨学号: 1091807105

指导教师陈礼青邱军林。

学年学期: 2011 ~ 2012 学年第一学期

2012 年 1 月 8 日。

设计任务书。

摘要 操作系统(operating system,简称os)是计算机系统的重要组成部分,是一个重要的系统软件,它负责管理计算机系统的硬、软件资源和整个计算机的工作流程,协调系统部件之间,系统与用户之间、用户与用户之间的关系。随着操作系统的新技术的不断出现功能不断增加。操作系统作为一个标准的套装软件必须满足尽可能多用户的需要,于是系统不断膨胀,功能不断增加,并逐渐形成从开发工具到系统工具再到应用软件的一个平台环境。

更能满足用户的需求。随着计算机技术的不断发展,人们对于计算机系统性能的要求也越来越高,对于操作系统所使用的算法也在不断地发展。os对调度分配实质是一种资源分配,因而调度算法要根据不同的系统资源分配策略所规定的来分配算法。

对于不同的系统目标,又必须采用不同的调度算法。有的算法适合长作业,有的适合短作业,有的适合作业调度,有的适合进程调度。本课程设计所讨论的基于优先级的时间片调度算法是在诸多的调度算法中具有明显有点的调度算法。

该算法涉及到高优先级调度算法、时间片轮转算法、多级反馈队列调度算法。本课题基于microsoft visual c++6.0平台,对算法作出具体的解释。

关键词:操作系统、调度算法、优先级、时间片

1.2目的和意义。

1.3调度算法发展过程。

1.4.1特色。

1.4.2缺点。

2.4课程设计思想

3.1.1优先级

3.1.2基于时间片调度。

3.1.3高优先级调度。

3.1.4基于时间片的高优先级调度。

4.1.1进程控制块的内容。

4.1.2 pcb的信息。

4.1.3进程控制块的格式。

4.3.1优先级简介。

4.3.2优先权调度算法的类型。

4.3.3优先权的类型。

4.3.4优先权的变化规律。

4.3.5优先级的算法。

4.3.6最高优先级优先调度算法流程图。

4.4时间片轮转算法。

4.4.1时间片轮转算法的基本原理。

4.4.2时间片轮转算法描述。

4.4.3要求。

4.4.4时间片的工作流程图。

4.4.5时间片轮转调度流程图。

4.5多级反馈队列调度算法。

4.5.1多级反馈队列算法原理。

4.5.2多级反馈队列调度算法描述。

4.5.3多级反馈队列调度算法的性能。

4.5.4多级反馈队列调度算法的运作。

操作系统(operating system,简称os)是管理电脑硬件与软件资源的程序,同时也是计算机系统的内核与基石。操作系统是控制其他程序运行,管理系统资源并为用户提供操作界面的系统软件的集合。操作系统身负诸如管理与配置内存、决定系统资源供需的优先次序、控制输入与输出设备、操作网络与管理文件系统等基本事务。

操作系统的型态非常多样,不同机器安装的os可从简单到。

复杂,可从手机的嵌入式系统到超级电脑的大型操作系统。目前微机上常见的操作系统有dos、os/2、unix、xenix、linux、windows、netware等。操作系统的不断提升对于计算机整体性能的提高有着至关重要的作用。

操作系统对于各个方面的要求都不得不提到效率的问题,计算机系统的处理机调度便变得尤为重要。处理机调度的效率甚至可能成为提高计算机处理速度的瓶颈。处理机调度就是对系统的资源做出合理的分配,因而,提高处理机的调度算法也变得尤为重要。

在多道程序设计系统中,内存中有多道程序运行,他们相互争夺处理机这一重要的资源。处理机调度就是从就绪队列中,按照一定的算法选择一个进程并将处理机分配给它运行,以实现进程并发地执行。

一般情况下,当占用处理机的进程因为某种请求得不到满足而不得不放弃cpu进入等待状态时,或者当时间片到,系统不得不将cpu分配给就绪队列中另一进程的时候,都要引起处理机调度。除此之外,进程正常结束、中断处理等也可能引起处理机的调度。因此,处理机调度是操作系统核心的重要组成部分,它的主要功能如下:

记住进程的状态,如进程名称、指令计数器、程序状态寄存器以及所有通用寄存器等现场信息,将这些信息记录在相应的进程控制块中;根据一定的算法,决定哪个进程能获得处理机,以及占用多长时间;收回处理机,即正在执行的进程因为时间片用完或因为某种原因不能再执行的时候,保存该进程的现场,并收回处理机。

调度算法[1]是根据系统的资源分配策略所规定的资源分配算法。对于不同的的系统和系统目标,通常采用不同的调度算法,例如,在批处理系统中,为了照顾为数众多的段作业,应采用短作业优先的调度算法;又如在分时系统中,为了保证系统具有合理的响应时间,应当采用轮转法进行调度。目前存在的多种调度算法中,有的算法适用于作业调度,有的算法适用于进程调度;但也有些调度算法既可以用于作业调度,也可以用于进程调度。

各种调度算法都有其具有的优点和缺点。因此,在这里便要对一种结合了多种算法的具有极强的适应性的调度算法—基于优先级的时间片调度算法作研究。

1)fcfs(first come first serve),或者称为fifo算法,先来先处理。这个算法的优点是简单,实现容易,并且似乎公平;缺点在于短的任务有可能变的非常慢,因为其前面的任务占用很长时间,造成了平均响应时间非常慢。

2)时间片轮询算法,这是对fifo算法的改进,目的是改善短程序(运行时间短)的响应时间,其方法就是周期性地进行进程切换。这个算法的关键点在于时间片的选择,时间片过大,那么轮转就越接近fifo,如果太小,进程切换的开销大于执行程序的开销,从而降低了系统效率。因此选择合适的时间片就非常重要。

选择时间片的两个需要考虑的因素:一次进程切换所使用的系统消耗以及我们能接受的整个系统消耗、系统运行的进程数。时间片轮询看上起非常公平,并且响应时间非常好,然而时间片轮转并不能保证系统的响应时间总是比fifo短,这很大程度上取决于时间片大小的选择,以及这个大小与进程运行时间的相互关系。

3)stcf算法(short time to complete first),顾名思义就是短任务优先算法。这种算法的核心就是所有的程序都有一个优先级,短任务的优先级比长任务的高,而os总是安排优先级高的进程运行。

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