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C++实现进程调度：原理与实践

2023-07-03 13:32:43 深夜i -- --

C++ 进程调度原理实践

C++是一种高级编程语言，延续了C语言的特点，同时又增加了一些新功能和扩展。本文将介绍C++如何实现进程调度，包括原理和实践。

一、原理

进程调度是指操作系统通过调度算法，按照一定的优先级和策略，为运行中的进程分配CPU时间，从而实现多道程序的并发执行。在主流的操作系统中，进程调度通常分为三个层次：高级调度、中级调度和低级调度。

高级调度也称作作业调度，是指从作业队列中选取优先级高的作业，分配资源并创建进程，将进程插入到就绪队列中等待CPU时间片。中级调度也称为进程调度，是指在就绪队列中选取优先级高的进程，分配CPU时间片，并将其放入运行队列中。低级调度也称为CPU调度，是指在运行队列中选取当前时间片用完的进程，把它暂停，并将CPU时间片分配给另一个进程。

二、实践

C++是一门广泛应用于系统开发领域的编程语言，通过C++编程,可以实现进程调度的相关算法。以最简单的轮转调度算法为例，代码实现如下：


#include<iostream>
#include<queue>
#include<ctime>
using namespace std;
int main(){
  srand(100);
  queue<int>q;
  int data[10];
  int quantum=5;
  int time_spend=0;
  for(int i=0;i<10;i++){
    data[i]=rand()%20;
  }
  sort(data,data+10);
  for(int i=0;i<10;i++){
    q.push(data[i]);
  }
  while(!q.empty()){
    int job_time=q.front();
    cout<<"当前进程需要运行"<<job_time<<"秒。"<<endl;
    if(job_time>quantum){
      job_time-=quantum;
      time_spend+=quantum;
      q.pop();
      q.push(job_time);
      cout<<"当前进程没有完成，还需要运行时间："<<job_time<<" 进入队尾等待。"<<endl;
    }
    else{
      time_spend+=job_time;
      q.pop();
      cout<<"当前进程已完成，用时："<<time_spend<<" 秒。"<<endl;
    }
  }
  return 0;
}

该代码通过随机数模拟了一个进程队列，我们假定进程的最短运行时间为1秒，最长运行时间为20秒，并随机生成10个进程，并按照运行时间从小到大的顺序排列。然后，我们模拟了一个进程调度程序，按照轮转调度算法，每次分配5秒的时间片，如果进程还没有完成，则将该进程移动到队列末尾，等待下次调度。当所有进程都完成后，输出总的运行时间。

三、总结

C++可以通过简单的程序实现进程调度的算法，不仅帮助我们理解操作系统的工作原理，也有助于我们更好地掌握C++的语法和数据结构。未来，我们可以结合实际需要，进一步优化进程调度算法，从而提高系统的性能和稳定性。

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