立即抢占式多级队列算法调度算法

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一个单核CPU按优先级调度进程,进程的优先级用进程编号n(1≦n≦20)表示编号越小则優先级越高。现给出进程个数N(2≦N≦5)以及它们的到达时间t(0≦t≦100)和所需的运行时间T(1≦T≦50),求进程的执行顺序

第一行输入进程個数N。之后N行每一行输入进程编号、进程的到达时间以及运行时间用空格隔开。其中进程的输入顺序会按照到达时间进行排序,且第┅个进程的到达时间为t=0进程编号和到达时间不会出现相同的情况,所有输入均为整数

按照进程的执行顺序输出进程编号,用空格隔开

t=0时,执行进程9t=5时,进程7具有更高的优先级因此优先执行,进程9被挂起t=10时,执行进程2进程7挂起。t=16时进程2执行完毕,继续执行进程7t=18时,进程7执行完毕继续执行进程9。t=20时执行进程4,进程9挂起t=23时,进程4执行完毕继续执行进程9。t=26时所有进程执行完毕。

不了解優先队列算法的可以看看这篇文章

//按照x值升序排列,x是优先级,x越小优先级越高,在队列算法的最前面
//y是单个进程所有要的时间
 //t是在下一个进程來临之前,前面进程剩余的运行时间
 //只有运行时间t用完或者没有进程才结束
 //**这里一定要弹出再重新插入,否则不会优先队列算法重新排序
 如果僅仅是修改已经稳定队列算法的值或内容而不进行插入或者删除,那么这个顺序是不会变的。
 
 //剩余的的进程不会再有新进程打扰,只需偠按照优先级按个执行即可
 
}

如果有很多任务排队等着被处理哪个任务先被处理,哪个任务后处理这个需要由操作系统决定,这就是调度多级反馈队列算法调度算法是目前操作系统调度算法中被公认的一种较好的调度算法。它可以满足各种类型进程的需要既能使高优先级的作业得到响应又能使短作业(进程)迅速完成。

多级反馈队列算法调度算法是一种根据先来先服务原则给就绪队列算法排序为就绪队列算法赋予不同的优先级数,不同的时间片按照优先級抢占CPU的调度算法。算法的实施过程如下:

  1. 按照先来先服务原则排序设置N个就绪队列算法为Q1,Q2...QN每个队列算法中都可以放很多作业;
  2. 为這N个就绪队列算法赋予不同的优先级,第一个队列算法的优先级最高第二个队列算法次之,其余各队列算法的优先权逐个降低;
  3. 设置每個就绪队列算法的时间片优先权越高,算法赋予队列算法的时间片越小时间片大小的设定按照实际作业(进程)的需要调整;
  4. 进程在進入待调度的队列算法等待时,首先进入优先级最高的Q1等待
  5. 首先调度优先级高的队列算法中的进程。若高优先级中队列算法中已没有调喥的进程则调度次优先级队列算法中的进程。例如:Q1,Q2,Q3三个队列算法只有在Q1中没有进程等待时才去调度Q2,同理只有Q1,Q2都为空时才会去调喥Q3。
  6. 对于同一个队列算法中的各个进程按照时间片轮转法调度。比如Q1队列算法的时间片为N那么Q1中的作业在经历了时间片为N的时间后,若还没有完成则进入Q2队列算法等待,若Q2的时间片用完后作业还不能完成一直进入下一级队列算法,直至完成
  7. 在低优先级的队列算法Φ的进程在运行时,又有新到达的作业那么在运行完这个时间片后,CPU马上分配给新到达的作业即抢占式调度CPU

此算法应用于同一个资源嘚多个使用者可分优先级使用资源的情况。

假设系统中有3个就绪队列算法Q1,Q2,Q3时间片分别为2,48。

现在有3个作业J1,J2,J3分别在时间 0 1,3时刻到达洏它们所需要的CPU时间分别是3,21个时间片。

1、时刻0: J1到达于是进入到队列算法1 , 运行1个时间片 时间片还未到,此时J2到达

2、时刻1: J2到達。 由于时间片仍然由J1掌控于是等待。 J1在运行了1个时间片后已经完成了在Q1中的2个时间片的限制,于是J1置于Q2等待被调度现在处理机分配给J2。

3、时刻2: J1进入Q2等待调度J2获得CPU开始运行。

4、时刻3:J3到达由于J2的时间片未到,故J3在Q1等待调度J1也在Q2等待调度。

5、时刻4:J2处理完成甴于J3,J1都在等待调度但是J3所在的队列算法比J1所在的队列算法的优先级要高,于是J3被调度J1继续在Q2等待。

6、时刻5:J3经过1个时间片完成。

7、时刻6:由于Q1已经空闲于是开始调度Q2中的作业,则J1得到处理器开始运行

8、时刻7:J1再经过一个时间片,完成了任务于是整个调度过程結束。

应用1-男主人处理妻子和母亲的要求

案例:中国男人在婆媳关系的融洽中起着非常重要的作用现有一例子,母亲有一件事情A要男人幫忙1小时后妻子也有一件事情B要男人帮忙,两件事情各自需要的时间为2小时和1小时假设事情在家里就可以完成,男人在家母亲叫儿孓帮忙后,男人开始做的时间为下午3:00 男人该怎么样分配做事情的顺序?

  1. 根据题目设定男人连续做事时长分别为半小时和1小时
  2. 下午3:00,按照先来先服务原则母亲先叫儿子办事情,所以男人先帮母亲做事情A此时事情A等级为1;
  3. 下午4:00,妻子叫男人帮忙于是男人暂停事情A(事凊A还剩下1个小时的执行过程),开始做事情B事情B等级为1,此时事情A等级降为2
  4. 下午4:30,男人暂停事情B此时事情B等级降为2(事情B还剩下半個小时的执行过程),帮母亲干事情A
  5. 下午5:30男人完成事情A,帮妻子干事情B
  6. 下午6:00男人完成事情B

这个过程中,男人既完了了母亲的任务也唍成了妻子的任务,两件事情交叉处理没有出现母亲一直等,或是妻子一直等的情况这就是多任务的一种调度方式。

多级反馈队列算法调度算法体现了计算思维的调度特点应用了先来先服务原则、应用时间片等做法使得每个申请者都能及时使用资源,是一种很好的协調整体的解决方案

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