Labwork16 – CPU Schedule

编译环境

实验内容: CPU 调度

• 讨论课件 Lecture19-20 中 CPU 调度算法的例子，尝试基于 POSIX API 设计一个简单调度器(不考虑资源竞争问题):
• 创建一些 Pthread 线程任务，建立一个管理链队列，结点内容起码包括到达时间、WCT、优先级、调度状态(运行、就绪、阻塞)等调度参数;
• 每个任务有一个调度信 量，任务启动后在其调度信 量上执行 wait;
• 调度器按照调度策略对处于运行态的任务(如果有的话)的调度信 量执行 wait，并选取适当任务的调度信 量执行 signal;
• 实现简单调度策略:FCFS、SJB、Priority。分别计算任务平均等待时间。

实验过程

一、实验准备

原理理论

CPU调度一般具象为CPU-I/O执行周期，在一个进程被CPU调度时，他会开始于CPU执行，紧接着一个I/O执行，再紧接着CPU执行，如此反复，直到进程执行完成。一个进程会在最后一个CPU执行后终止。

下面讨论本实验中涉及的几种调度方式。

1. FCFS, First Come, First Served Scheduling

顾名思义，先到先服务调度根据任务抵达的时间顺序进行CPU的调度，我们考虑在这一调度策略的实现中采取队列的数据结构进行。

2. SJF, Shortest-Job-First Scheduling

该种调度方式会优先执行等待队列中执行时间最小的进程，我们在这一调度策略中采用优先队列的数据结构。

3. Priority Scheduling

该种调度方式同SJF调度本质是相同的，在SJF中我们令耗时短的进程首先执行，而在本调度策略中，我们令优先级高的进程首先执行，同样的，我们采取优先队列的数据结构。

实现方式

我们预设了每个进程的到达时间、执行耗时和优先级，如下所示。

2. SJF Scheduling

分析实验结果，认为FCFS、SJF和Priority调度均已实现，并能正常进行调度。

三、实验心得

CPU调度是操作系统的一个重要职能，在本实验中我进一步加深了对于CPU几种调度策略的理解，并能通过代码简单实现，这对于更好地理解操作系统的本质及其资源调配是至关重要的。