C课程设计论文.doc

第2章 课程设计内容 2.1程序功能介绍 在多道程序环境下，进程数目往往多于处理机数目，致使他们争用处理机。这就要求系统能按某种算法，动态地把处理机分配给就绪队列中的一个进程，使之运行。分配处理机的任务是由进程调度程序完成的。一个进程被建立后，系统为了便于对进程进行管理，将系统中的所有进程按其状态，将其组织成不同点进程队列。于是系统中有运行进程队列、就绪队列和各种事件的进程等待队列。进程调度的功能就是从就绪队列中挑选一个进程到处理机上运行。 本课题模拟实现进程调度算法，选用了优先数调度算法和时间片轮转算法。 2.2程序整体设计说明2.2.1设计思路 PCB结构通常包括以下信息：进程名，进程优先数，轮转时间片，进程已占用的CPU时间，进程还需要的CPU时间，进程的状态，当前队列指针等。可根据实验的不同，PCB结构的内容可以作适当的增删。 本程序用两种算法对五个进程进行调度，每个进程可有三个状态：就绪、执行、完成。并假设初始状态为就绪状态。 为了便于处理，程序中的某进程运行时间以时间片为单位计算。各进程的优先数或轮转时间数以及进程需运行的时间片数的初始值均由用户给定。在优先数算法中，优先数可以先取值为一个常数减去进程所需要的时间片数目，进程每执行一次，优先数减3，CPU时间片数加1，进程还需要的时间片数减1。在轮转算法中，采用固定时间片（即：每执行一次进程，该进程的执行时间片数为已执行了2个单位），这时，CPU时间片数加2，进程还需要的时间片数减2，并排列到就绪队列的尾上。对于遇到优先数一致的情况，采用FIFO策略解决。2.2.2数据结构设计及用法说明 共用体类型：使几个不同的变量占用同一个内存空间的结构类型。 结构体：是一种类型。 指针：C语言中广泛使用的一种数据类型。 nice( ) 改变一个普通进程的静态优先级getpriority( ) 获得一组普通进程的最大优先级setpriority( ) 设置一组普通进程的静态优先级sched_getscheduler( ) 获得一个进程的调度策略sched_setscheduler( ) 设置一个进程的调度策略和实时优先级sched_getparam( ) 获得一个进程的实时优先级sched_setparam( ) 设置一个进程的实时优先级sched_yield( ) 自愿放弃处理器而不阻塞sched_get_ priority_min( ) 获得一种策略的最小实时优先级sched_get_ priority_max( ) 获得一种策略的最大实时优先级sched_rr_get_interval( ) 获得时间片轮转策略的时间片值sched_setaffinity( ) 设置进程的 CPU 亲合力掩码sched_getaffinity( ) 获得进程的 CPU 亲合力掩码2.2.3程序结构（流程图） 程序调度流程图如图2.1： 图2.1 2.2.4各模块的功能及程序说明 真正执行调度的函数是schedule(void)，它选择一个最合适的进程执行，并且真正进行上下文切换，使得选中的进程得以执行。而reschedule_idle(struct task_struct *p)的作用是为进程选择一个合适的CPU来执行，如果它选中了某个CPU，则将该CPU上当前运行进程的need_resched标志置为1，然后向它发出一个重新调度的处理机间中断，使得选中的CPU能够在中断处理返回时执行schedule函数，真正调度进程p在CPU上执行。在schedule()和reschedule_idle()中调用了goodness()函数。goodness()函数用来衡量一个处于可运行状态的进程值得运行的程度。此外，在schedule()函数中还调用了schedule_tail()函数；在reschedule_idle()函数中还调用了reschedule_idle_slow()。这些函数的实现对理解SMP的调度非常重要，下面一一分析这些函数。先给出每个函数的主要流程图，然后给出源代码，并加注释。goodness()函数分析 goodness()函数计算一个处于可运行状态的进程值得运行的程度。一个任务的goodness是以下因素的函数：正在运行的任务、想要运行的任务、当前的CPU。goodness返回下面两类值中的一个：1000以下或者1000以上。1000或者1000以上的值只能赋给“实时”进程，从0到999的值只能赋给普通进程。实际上，在单处理器情况下，普通进程的goodness值只使用这个范围底部的一部分，从0到41。在SMP情况下，SMP模式会优先照顾等待同一个处理器的进程。不过，不管是UP还是SMP，实时进程的goodness值的范围是从1001到1099。 go