多线程模拟进程时间片轮转调度算法研究-论文.pdf

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1、第24卷第5期四川文理学院学报2014年9月Vo1．24No．5SichuanUniversityofArtsandScienceJournalSep．2014多线程模拟进程时间片轮转调度算法研究汤元斌(四川文理学院现代教育技术中心，四川达州635000)摘要：针对学生在学习和理解操作系统进程及其调度算法上的困难，提出了利用多线程模拟进程时间片轮转的调度算法来使进程的调度更容易理解的思想．文中首先深入分析了进程调度算法流程和数据结构，然后在Linux的环境下利用C语言对算法进行模拟仿真．经过测试

2、，模拟程序达到了很好的进程调度仿真效果，为操作系统的有效教学提供了较好的辅助手段．关键词：进程调度；时间片轮转；多线程；队列中图分类号：TP34文献标志码：A文章编号：1674-5248(2O14)05一Oo76～04配和调度的基本单位，具有结构性、共享性、动态0引言性、独立性、制约性和并发性等特征．调度是指调操作系统是管理软硬件资源、控制程序执行，用远方资源分配，而调度算法是根据系统的资源分配策略所规定的资源分配算法．r2]改善人机界面交互，合理组织计算机工作流程和为用户使用计算机提供良好运行

3、环境的一种系统1．1进程的描述软件，因此它是计算机系统运行的核心．Ⅲ进程是在操作系统中，有一种非常重要的用来刻画程序的一次执行过程，是操作系统进行资源调度进程的数据结构叫进程控制块，其主要用于记录和管理的一个独立单位，是在操作系统学习过程操作系统所需和描述进程当前情况以及控制进程中需要重点理解和掌握的概念．但由于其理论性运行的全部信息．进程控制块主要记录以下四个强，进程的运行工作原理和算法比较抽象难懂，方面的信息：①进程的标志信息，即进程名和用学生掌握起来非常困难．为了让学生更好地理解于标识进程

4、唯一的标识符；②处理机状态信息，掌握操作系统中进程这一概念及其调度算法．本即处理机中各种寄存器中的内容；③进程调度信文在多线程的基础上设计开发了进程时间片轮转息，即存放于PCB中的关于进程调度和进程切换调度的模拟仿真程序，经过测试，该模拟程序可以的信息；④进程控制信息，即程序和数据的地址、较好地辅助学生学习和掌握进程的概念及其调度链接指针、资源清单等．算法，对学生有效学习和理解操作系统的进程调1．2进程状态及切换度算法具有重要的指导意义．进程在操作系统中是一个动态的概念，它是程序在数据集合上的一

5、次执行过程，因此进程在1进程及其调度算法操作系统中执行时的异步性决定了进程从出现到在多任务环境下，为了能更好地并发处理各消失可能处于多种状态，一般定义为五态模型，如种程序，操作系统中引入了进程这一概念．进程是图1所示．新建状态，是操作系统执行一个程序时程序关于某个数据集合的可并发执行的具有独立创建了一个子进程状态；就绪状态，是进程在满足功能的一次执行过程，也是操作系统进行资源分了一切准备运行的资源后，准备进入CPU进行执收稿日期：2014一O4～25作者简介：汤元斌(1983一)，男，四川安岳人

6、．助教，硕士研究生，主要从事计算机及应用与现代教育技术研究．76汤元斌：多线程模拟进程时间片轮转调度算法研究2014年第5期行的状态；运行状态，是进程在CPU上执行的状某些资源得不到满足，就会进入等待队列中；当进态；等待状态，是进程由于缺少某些资源而处于暂程在CPU上运行结束，就会释放资源，然后消失．时无法运行的状态；终止状态，是在进程运行结束1．4时间片轮转调度算法后释放资源过程中的状态．进程的各种状态之间时问片轮转算法[3]的基本原理为：将CPU的可以互相切换，但进程总是处于某一种状态中．处

7、理时间划分成一个个小的时间片，然后将处于／、／⋯～’、、＼就绪队列中的各个进程按照先来先服务原则依次断建状卷运行状客L—一鲟止状斋、、选中，>～⋯一、、⋯使用CPU资源；当一个进程所分配的时间片用完，，落选出现尊l往～．、／蕊堵状杏一⋯肄持状寿、一⋯后就会返回到就绪队列的末尾进行重新排队，等、⋯等待事件结束、⋯⋯待下一次调度，其所占用的CPU资源会被强迫让图l进程状态转换图出以便释放出处理机给另一个就绪的进程，同时1．3进程的调度和管理就绪队列中的另一个进程会被进程调度选中，然如图2所示，进程是

8、利用进程队列对各种状后给它分配一个时间片运行．态下的进程进行调度和管理．当进程产生时就会进入就绪队列中，就绪队列中的进程被选中就会2进程调度和管理模拟进入CPU中进行执行．当进程的运行时间片到了2．1模拟程序总体设计就会进人就绪队列中；当在CPU执行的过程中为了模拟上文中进程、进程的状态以及进程的时间片轮转调度，本文在Linux的环境下用C语言进行了模拟仿真，首先利用结构体描述进程，其次用两个队列对进程进行管理，然后用两个线程进行进程的调度轮转，同时模拟仿真程序中还加入了辅助功能，比如进程的查询