现代OS中的进程调度仿真设计与实现.pdfVIP

河南科学 V01．24No．4 第24卷第4期 HENAN 2006年8月 SCIENCE Aug．2006 文章编号：1004—3918(2006)04—0543—04 现代oS中的进程调度仿真设计与实现 谭水木t， 胡子义，， 朱贵良z (1．许昌学院计算机科学与技术学院，河南许昌461000：2．华北水利水电学院信息工程系，郑州450011) 摘要：采用模拟与仿真思路，以定时器驱动机制为模式，用动画方式，以进程调度为中心，实现了对选用调度算法 的运行过程的模拟与仿真，同时也实现了进程创建、调度、执行、阻塞和终止过程的可视化．系统能够自动 完成进程演进过程的数据记录和分析，并对算法的性能进行初步评测．这对深入理解操作系统核心层，透 析进程原理，发现和研究新的调度算法具有重要意义． 关键词：操作系统；进程管理；进程调度；调度算法；模拟仿真；定时器驱动 中图分类号：7rP39l 文献标识码：A 进程调度是进程管理过程的主要组成部分，是必然要发生的事件．在现代操作系统中，进程的并发机 制在绝大多数时候，会产生不断变化的进程就绪队列和阻塞队列．处于执行态的进程无论是正常或非正常 终止、或转换为阻塞状态，都会引发从就绪队列中，由进程调度选择一个进程进占CPU．进程调度的核心是 进程调度算法．从系统角度考虑，调度算法设计必须考虑以下4个原则： 的原则；(3)统筹兼顾的合理选择原则，例如，一些运行时间很短，对资源要求不高，发生阻塞状态可能性很 小的进程应得到优先执行；(4)尽量减少进程调度过程中的CPU损耗原则．进程就绪队列是一维的，采用 优先级调度算法时，只能通过比较算法进行确认，比较过程实现是以牺牲CPU资源为代价的．具体调度算 法应避免因CPU资源损耗过大，影响系统整体效率的问题．一种进程调度算法同时满足以上4点是困难 的，只能是趋近上述目标． 由于进程调度过程的不可视性、算法的复杂性和耦合关系模糊性，使得辨析调度算法的优劣及进行新 的调度算法研究变得非常困难．用模拟与仿真的方法，把进程调度的动态演进过程变为可视化，这对深入 理解操作系统核心层，透析进程原理，发现和研究新的调度算法具有重要意义． 1系统结构设计 系统采用模拟与仿真的思路，实现进程调度演进过程的可视化． 系统采用VisualC++6．0进行编程，在WIN2000／)【P平台下，以进程 调度为中心，对选用调度算法的演进过程进行了模拟与仿真，同时也 可以实现进程创建、调度、执行、阻塞和终止过程的可视化．系统对 选定的进程调度算法，可对演进过程的数据进行记录和分析，可以实 现对算法的性能的比较性分析和评测． 1．1关键技术实现模拟仿真的关键在于正确设置进程活动的随机 性和可视描述进程的动态性．进程活动的随机性主要包括进程产生 的随机性，进程执行时间长短的不确定性，进程阻塞、唤醒、调度、终 止等过程的时间随机性．该系统通过一个随机数生成器，在特定时 刻生成一定范围内的随机数，并由相应计时器、计数器保存，在每个 定时器周期内进行更新．进程动态性的可视化描述是采用以定时器 消息为驱动机制的循环过程．该过程以动画方式展示了进程、CPU、 图1系统总体流程图 The chanfothe 进程队列等实体表示的进程调度、执行、进程状态转换和进程队列变 Fig．1 generalnow system 收稿日期：2006—03一03 基金项目：国家自然科学基金项目： 作者简介：谭水木(1960一)，男，河南临颖人，许昌学院副教授，研究方向：人工智能． 万方数据 一544一 河南科学 第24卷第4期 算法切换等信息．进程调度算法性能分析评测包括记录进程号、创建时刻、耗时、调度时刻、终止时刻等数 据项记录