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操作系统管理进程,采用时间片轮转调度方式。银行家算法用于解决进程调度中的资源分配问题。作业调度则是操作系统中进一步细化的调度机制。

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简介:
设计一个采用时间片轮转算法的进程调度程序。[提示]:(1) 假设系统包含五个进程,每个进程通过进程控制块(PCB)进行表示。进程控制块的格式如下:进程名、指针、要求运行时间、已运行时间、状态。其中,进程名用于标识进程,假设五个进程的进程名分别为P1、P2、P3、P4和P5。指针指示进程按照循环队列排列,利用指针指向下一个进程控制块的首地址,最后一个进程的指针指向第一个进程控制块的首地址。要求运行时间表示该进程所需要的运行单位时间数,而已运行时间则记录该进程已经运行的单位时间数,初始值为“0”。状态有两种可能:“就绪”和“结束”,初始状态均为“就绪”,用“R”表示。当一个进程完成运行时,其状态变为“结束”,用“E”表示。(2) 在每次设计程序前,为每个进程任意指定其“要求运行时间”。(3) 将这五个进程按顺序排列成循环队列,并使用指针来定义队列中的连接关系。此外,还需要一个标志单元来记录当前轮到执行的进程。例如,如果当前轮到P2执行,则标志单元的内容可能是K2, K1, P1, K2, P2, K3, P3, K4, P4, K5, P5, K2, K3, K4, K5, K1, 2, 3, 1, 2, 4, 1 ,0 ,0 ,0 ,0 R R R R R PCB1 PCB2 PCB3 PCB4 PCB5。(4) 每次进行过程调度时,系统总是选择标志单元指示的进程进行执行。由于本次实习旨在模拟过程调度的功能,因此不会实际启动这些被选中的过程而是执行“已运行时间+1”操作来模拟一次过程运行情况,表明该过程已经运行了一个单位的时间。(5) 在一个过程执行完毕后,应将该过程的PCB中的指针值传递到标志单元中,以指示下一个轮到执行的流程。同时需要判断该流程的要求运行时间和已运行时间的比较结果;若要求运行时间和已运行时间相等则表明流程已经完成且退出队列;否则则等待下一轮调度。(6) 如果有“就绪”状态的流程队列不为空时重复步骤(4)和(5),直到所有流程都变为“结束”状态。(7) 在设计的程序中应包含显示或打印语句的功能能够显示或打印每次被选中的流程名称以及流程队列的变化。(8) 为这五个流程任意确定一组“要求运行时间”,然后执行所设计的流程调度程序并显示或打印逐次被选中的流程名称以及流程控制块动态变化的过程。模拟多资源银行家算法实习检查:(1)程序运行时由检查教师输入系统初态(包括各流程名称和各流程已获得资源、尚需资源及当前系统可用资源情况),注意:流程数目和资源种类由检查教师动态确定;(2)由检查教师输入此时某一流程申请各资源的具体情况并使用银行家算法检测该请求是否安全。若请求安全则显示分配后的资源分配矩阵、各个流程资源需求矩阵以及当前可用资源情况并给出安全序列;若请求不安全则给出警告信息!作业调度采用FCFS、SJF、响应比高者优先算法模拟设计作业调度程序。[提示]:(1)每个作业的JCB中包括作业名、提交时刻以及要求的运行时长;(2)假设第一个作业提交时系统中没有正在进行的作业即第一个作业一提交系统便开始进行调度。要求:输入一批作业中各作业的作业名、提交时刻以及要求的运行时长;选择不同的作业调度程序进行操作;输出相应作业调度算法下各作业的等待时间、周转时间以及带权周转时间的这批作业的调度顺序平均周转时间和平均带权周转时间

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    本课程探讨了操作系统中关键概念的应用,包括进程调度的时间片轮转机制、确保系统安全性的银行家算法以及优化资源分配的作业调度策略。 设计一个采用时间片轮转法实现进程调度的程序。 1. 假设系统中有五个进程,每个进程用一个进程控制块(PCB)来表示。PCB包含以下信息:进程名、指针、要求运行时间、已运行时间及状态。 - 进程名:作为标识符,分别为P1, P2, P3, P4和P5。 - 指针:用于将各个进程按顺序排成循环队列,并用指针指向下一个PCB的首地址。最后一个进程的指针则指向第一个进程的PCB首地址。 - 要求运行时间:每个进程中设定其需要执行的时间量,单位为时间片。 - 已运行时间:初始值设为0,表示该进程已使用过的时长。 - 状态:“就绪”(R)或“结束”(E),所有进程的初始状态均为“就绪”。 2. 在每次程序开始前随机确定每个进程的需求运行时间。 3. 将五个进程按顺序排列成循环队列,同时设置一个标志单元以指明当前正在执行哪个任务。例如,若P2正被调度,则标志单元中应显示K2,并且整个PCB列表如下: ``` K1 P1 K2 K2 P2 K3 K3 P3 K4 K4 P4 K5 K5 P5 K1 0 1 0 R R R ``` 4. 程序每次选择标志单元指示的进程进行模拟执行,增加其已运行时间值。 5. 每次执行后检查该进程是否已完成(即要求运行时间和实际运行时间相等)。如果未完成,则更新指针以指向下一个应被执行的任务;若已完成,则将其状态改为“结束”并从队列中移除。同时将被删除的PCB的位置由前一个任务接手。 6. 重复步骤4和5,直到所有进程都变为“结束”。 7. 程序需具备显示或打印功能,以便每次选择执行的任务及其变化情况可见于输出结果之中。 8. 给定一组随机运行时间值后,通过程序模拟调度过程,并展示各阶段的PCB动态更新状况。
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    本研究探讨了时间片轮转与银行家算法在操作系统中进程调度及作业调度的应用,分析其优劣并提出优化策略。 在计算机系统中,进程调度是操作系统的核心功能之一。它的主要任务是有效地管理和分配CPU资源以确保系统的高效运行。在这门课程设计中,我们将探讨两种重要的调度策略:时间片轮转和银行家算法。 首先来看**时间片轮转**调度算法。这种算法主要用于多用户交互式系统,如现代操作系统的图形界面环境。其基本思想是将所有的就绪进程按照一定的顺序放入一个队列中,然后每个进程会被分配一个固定的时间片(通常是几毫秒到几百毫秒)。在该时间段内,进程可以独占CPU执行;当时间片用完后,它会强制切换回就绪队列的末尾。接下来轮到下一个进程获得CPU资源进行运行。这种调度方式确保了每个进程都能得到一定的执行机会,并有助于提高系统的响应时间和用户体验。 然而对于计算密集型长任务而言,频繁的时间片切换可能会导致大量的上下文转换操作,从而增加系统开销和延迟时间。 然后我们转向**银行家算法**的讨论。这是一种用于避免死锁的安全性算法,在多进程环境下特别有用。当多个任务同时请求超过可用资源的数量时,就有可能发生死锁——所有等待某些资源释放才能继续执行的任务都被阻塞了。借鉴于银行业务中贷款管理的方式,每个申请资源的过程被视为一个客户,“银行”则代表系统本身持有有限的资源库存。 在进程启动阶段,它会向“银行”请求一定数量的指定类型资源;如果当前和未来的总需求不超过可用量,则该过程可以继续进行下去。通过一套安全状态检查机制来确保不会出现死锁情况:只有当所有可能的需求都得到了满足时才会批准新的分配。否则这些要求会被延迟处理直到系统进入一个更稳定的状态。 在多级调度中,通常包括**全局调度器**和**局部调度器**两部分功能。前者负责从整个就绪进程池里挑选出合适的任务运行;后者则是在特定处理器上选择执行的程序项进行上下文切换操作。例如,在一个多核架构下,全球性决策机构可能需要在各个CPU核心之间分配工作负载,而本地级管理者仅需处理单个计算单元上的任务轮换问题。 本课程设计要求学生实现这两种调度算法,并通过模拟或实际测试来评估其性能表现。这通常包括编程实现具体的调度逻辑、编写资源请求和管理的仿真实验程序以及分析与优化不同策略的效果。这种实践有助于加深对操作系统如何管理和分配进程的理解,同时学习到防止及解决潜在资源争用问题的方法论知识——这对于开发高效能的操作系统至关重要。
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    简介:操作系统中的进程调度是管理程序执行流程的关键机制,通过合理分配CPU资源,确保系统高效、公平运行。 编程实现单处理机系统中的进程调度,要求从FCFS、SPF、FPF、高响应比优先以及时间片轮转算法中至少选择三个。最后编写主函数对所做工作进行测试。
  • ——实验
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    本实验通过实现和分析时间片轮转法(RR)在进程调度中的运用,探究其公平性和效率,并优化调度参数以适应不同应用场景。 这个小程序是我自己编写的进程调度程序,采用了时间片轮转法进行进程调度。这是操作系统实验作业的一部分,包括源代码、可执行文件以及实验报告和演示PPT。
  • 实验二:(RR)
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    本实验通过实现时间片轮转(RR)进程调度算法,让学生深入理解操作系统中进程调度的基本原理和运行机制。 操作系统实验二涉及时间片轮转RR进程调度算法的实现,并提供了源代码和详细的实验报告。该内容详细介绍了如何通过时间片轮转法来管理多个进程在计算机系统中的执行顺序,确保每个进程都能获得公平的时间分配机会。
  • Java
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    本文章介绍了在Java编程环境中操作系统进程调度的基本原理和实现方法,帮助开发者理解如何优化程序性能。 操作系统课程设计:使用Java实现基本的操作系统进程调度功能。运行ProcessorDispatch.java文件,并根据输出提示进行操作即可。
  • 实验:区存储和页面
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    本课程通过实验深入探讨作业调度与进程调度机制,研究分区存储管理及页面调度算法,增强学生对操作系统核心概念的理解和实际操作能力。 共有四个操作系统实验:作业调度算法的实现、进程调度算法的模拟实现、分区式存储管理算法实现以及页面调度算法的模拟实现。实验环境为Visual Studio。
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    本文探讨了计算机操作系统中多种进程调度算法,包括先来先服务、短作业优先、时间片轮转等方法,并分析其适用场景与优缺点。 计算机操作系统中的进程调度算法涉及创建、撤销、增加资源以及进程数的变化,并且包括运行和等待状态之间的转换。