《实验并发与调度》课件.pptx

实验并发与调度ppt课件目录CONTENTS并发与调度概述并发模型调度算法实验设计与实现实验结果与分析01并发与调度概述并发调度并发与调度的定义调度是指对任务进行排序和分配资源，以确保任务按照指定的顺序和优先级执行。在计算机科学中，调度通常指的是操作系统根据任务优先级和可用资源来决定任务执行的顺序。并发是指在同一时刻有多个任务同时执行。在计算机科学中，并发通常指的是在同一时刻有多个线程或进程同时运行。多任务处理实时系统并行计算并发与调度的应用场景在多任务处理中，并发和调度可以同时使用，以实现多个任务同时执行，提高系统效率。在实时系统中，调度是非常重要的，因为任务需要在特定的时间限制内完成。通过合理的调度，可以确保任务按时完成。在并行计算中，多个任务可以同时执行，以提高计算速度。调度可以确保任务在正确的时刻开始和结束。01020304进程线程锁信号量并发与调度的基本概念进程是程序的一次执行实例，具有独立的地址空间和系统资源。并发和调度通常在进程级别进行。线程是进程中的一个执行单元，共享进程的地址空间和系统资源。线程是实现并发执行的最小单位。信号量是一种计数器，用于控制多个线程对共享资源的访问。它可以帮助协调线程之间的同步操作。锁是一种同步机制，用于控制多个线程对共享资源的访问，以避免冲突和数据不一致性。02并发模型03进程模型适用于多任务处理和分布式系统。01进程是程序执行的基本单位，拥有独立的内存空间和系统资源。02进程间通信（IPC）是进程模型的核心，通过共享内存、消息传递等方式实现。进程模型010203线程是进程内的一条执行路径，共享进程的内存空间和系统资源。线程间通信（ITC）相对简单，因为它们共享相同的地址空间。线程模型适用于I/O密集型和计算密集型任务。线程模型事件驱动模型01事件驱动模型也称为反应式系统，由事件和事件处理器组成。02当事件发生时，事件处理器被触发并执行相应的操作。事件驱动模型适用于实时系统和GUI应用程序。03非阻塞算法在执行过程中不会阻塞当前线程或进程。通过使用原子操作、无锁数据结构等技术实现非阻塞性。非阻塞算法可以提高系统的并发性能和响应性。非阻塞算法03调度算法先来先服务（FCFS）01简单直观02FCFS是一种最直观的调度算法，按照作业到达的顺序进行调度，优先级依据到达顺序而定。03特点：实现简单，但不适用于I/O等待时间较长的作业。04适用场景：CPU密集型作业。02030401最短作业优先（SJF）效率优先SJF按照作业的估计运行时间进行调度，运行时间短的作业优先被调度。特点：提高了CPU的利用率，但可能导致饥饿现象。适用场景：CPU和I/O并行的作业。01 SRTF根据作业剩余运行时间进行调度，剩余时间最短的作业优先被调度。特点：动态调整调度策略，提高了响应速度。适用场景：交互式系统。动态调度020304最短剩余时间优先（SRTF）最高响应比优先（HRRN）HRRN综合考虑了等待时间和估计运行时间，优先调度响应比最高的作业。适用场景：CPU和I/O并行的作业。综合考虑特点：平衡了等待时间和CPU利用率。多级调度策略特点：灵活的调度策略，能够处理各种类型的作业。适用场景：通用操作系统。MFQ将作业分为多个优先级，优先级高的作业先被调度，同一优先级内再根据FCFS原则进行调度。多级反馈队列（MFQ）04实验设计与实现01020304掌握并发与调度的基本概念和原理。学会设计和实现并发与调度的算法。理解并发与调度在现实生活中的应用场景。培养解决实际问题的能力，提高编程技能。实验目标与要求Linux或Windows操作系统Java或Python编程语言Eclipse或PyCharm开发工具多核处理器或分布式系统实验平台实验环境与工具编码实现0102030405安装实验环境，配置开发工具，了解实验要求和目标。根据实验目标和要求，设计并发与调度的算法。在实验平台上测试算法的正确性和性能。使用编程语言实现设计的算法，并进行测试和调试。分析实验结果，总结实验结论，并撰写实验报告。实验步骤与过程算法设计实验准备结果分析系统测试05实验结果与分析实验数据来源实验数据来源于实际并发与调度场景，包括多线程编程、任务调度、资源分配等。数据处理方法采用统计学方法对实验数据进行处理，包括数据清洗、异常值处理、数据转换等。数据分析工具使用Excel、Python等数据分析工具对实验数据进行统计分析，以揭示数据背后的规律和趋势。实验数据收集与分析采用图表、表格等形式展示实验结果，包括性能指标、资源利用率、响应时间等。结果展示方式将不同场景下的实验结果进行对比分析，以评估并发与调度算法的性能优劣。结果对比分析对实验结果进行解读和解释，分析原因和影响因素，为后续优化提供依据。结果解读与解释实验结果展示与对比实验结论与总结实验结论根据实验数据和结果分析，得出并发与调度算法的性能评价和优缺点。总结与展望总结实验的主要发现和贡献，指出研究不足之处，并提出改进和进一步研究的方向。感谢您的观看THANKS