操作系统进程调度模块设计

摘要

        为了提高计算机系统的效率、增强计算机系统内各种硬件的并行操作能力，引入了进程了概念。单个处理机被若干进程共享时，进程调度程序根据一定的算法将CPU分派给就绪队列中的某个进程，它实现CPU在进程间的切换，进程调度是操作系统最为核心的部分。
本文基于对静态优先权调度算法的深入理解，分析了某些低优先级的进程无限的等待CPU的“饥饿”问题后，使用“论年头”方法设计了动态优先权调度算法。“论年头”方法使系统中等待CPU很长时间的进程逐渐提升优先级，从而解决“饥饿”问题。
        由于动态优先级随着时间的推移而变化，系统要经常计算各进程的优先级，因此，系统要为此付出一定的时间开销。针对时间开销问题，本文又设计了时间开销很小的时间片轮转法。但在时间片轮转法中，所有进程以相同的速度往前推进，必然影响一些“紧急”作业、短作业和要求I/O操作多的作业。针对上诉问题，本文提出采用“多队列”方法优化时间片调度算法的建议，即根据进程的优先数不同划分两个或者两个以上的就绪队列，并赋给每次队列不同的优先数。最后，进一步地，在对时间片轮转算法优化的基础上设计了多级反馈队列调度算法。综上，本文成功设计了动态优先权法，时间片轮转法，多级反馈队列调度算法，并且达到较高的性能。
 
关键词：操作系统，进程调度，动态优先级，时间片轮转，多级反馈队列
 
 
目录
1 绪论............................................    1

1.1  研究背景和研究意义.............................................. 1
1.2  论文研究内容及论文结构............................................... 1

1.2  研究方法、创新之处和不足之处............................................... 2

2 进程调度...............................................3

2.1进程调度的职能............................................... 3

2.2进程调度的主要数据结构...............................................3

2.3进程调度的方式............................................... 4

2.4进程调度算法............................................... 5

3 动态优先权调度算法............................................... 6

3.1优先权调度算法............................................... 6

3.2动态优先权调度算法...............................................7

3.2.1  设计思想............................................... 7

3.2.2 流程图............................................... 8

3.2.3  主要涉及的数据结构............................................... 9

3.2.4  函数和算法............................................... 9

3.2.5  运行结果和分析............................................... 10

3.2.6  性能分析...............................................12

3.2.7 主要伪代码...............................................13

4 时间片轮转调度算法...............................................16

4.1时间片轮转法的原理...............................................16

4.2设计思想... 16
4.3主要涉及的数据结构...............................................17

4.4函数和算法...............................................17

4.5运行结果............................................... 18

4.6性能分析............................................... 20

4.7主要伪代码............................................... 21

4.8算法优化............................................... 23

5 多级反馈队列调度算法............................................... 24

5.1算法原理............................................... 24

5.2设计思想............................................... 24

5.3主要涉及的数据结构............................................... 25

3.4函数和算法............................................... 25

5.5性能分析............................................... 26

5.6算法优化............................................... 27

5.7三种算法的比较...............................................27

结论 ............................................   28

致谢  ............................................  29

参考文献............................................... 30

附录............................................    31