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linux 进程调度试题

以下是一些关于 Linux 进程调度的常见试题及答案:

一、基础概念

进程调度是操作系统根据一定的策略,从就绪队列中选择一个进程来占用处理器,以实现进程的并发执行。

二、优势

  1. 合理分配 CPU 资源,提高系统资源利用率。
  2. 实现进程的公平性和响应性,避免某些进程长时间等待。
  3. 优化系统的整体性能,提高吞吐量和响应时间。

三、常见的调度算法

  1. 先来先服务(FCFS):按照进程到达的先后顺序进行调度。
    • 优点:实现简单。
    • 缺点:可能导致长作业长时间占用 CPU,短作业等待时间长。
  • 短作业优先(SJF):选择预计运行时间最短的进程先执行。
    • 优点:平均等待时间较短。
    • 缺点:可能导致长作业饥饿。
  • 时间片轮转(RR):为每个进程分配一个固定的时间片,时间片用完后,进程被移到就绪队列末尾,等待下一次调度。
    • 优点:能较好地保证响应时间,实现公平性。
    • 缺点:不区分任务的优先级和类型。
  • 优先级调度:根据进程的优先级进行调度,优先级高的进程先执行。
    • 优点:可以根据任务的重要性和紧急程度进行调度。
    • 缺点:可能导致低优先级进程饥饿。

四、应用场景

  1. 实时系统:需要快速响应外部事件,通常采用优先级调度和时间片轮转相结合的方式。
  2. 批处理系统:以提高系统的吞吐量为主,可能采用短作业优先或先来先服务。
  3. 交互式系统:注重响应时间,常采用时间片轮转。

五、可能出现的问题及原因

  1. 进程饥饿:某些进程长时间得不到执行。
    • 原因:调度算法不合理,如优先级调度中低优先级进程一直得不到执行。
    • 解决方法:动态调整优先级,引入老化机制。
  • 进程阻塞和唤醒不当:导致系统性能下降。
    • 原因:资源分配不合理,进程间的同步和互斥机制存在问题。
    • 解决方法:优化资源分配策略,改进同步和互斥算法。

六、示例代码(使用 C 语言实现简单的时间片轮转调度)

代码语言:txt
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#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

#define TIME_SLICE 2

typedef struct {
    int pid;
    int remaining_time;
} Process;

void round_robin_scheduling(Process processes[], int n) {
    int time = 0;
    while (1) {
        int all_done = 1;
        for (int i = 0; i < n; i++) {
            if (processes[i].remaining_time > 0) {
                all_done = 0;
                if (processes[i].remaining_time <= TIME_SLICE) {
                    time += processes[i].remaining_time;
                    printf("Process %d completed at time %d
", processes[i].pid, time);
                    processes[i].remaining_time = 0;
                } else {
                    time += TIME_SLICE;
                    processes[i].remaining_time -= TIME_SLICE;
                    printf("Process %d executed for %d units, remaining time: %d
", processes[i].pid, TIME_SLICE, processes[i].remaining_time);
                }
            }
        }
        if (all_done) break;
    }
}

int main() {
    Process processes[] = { {1, 5}, {2, 3}, {3, 8} };
    int n = sizeof(processes) / sizeof(processes[0]);
    round_robin_scheduling(processes, n);
    return 0;
}

希望以上内容对您有所帮助,如有其他疑问,请随时提问。

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