CPU调度数值问题

背景

在计算机中，CPU调度是指操作系统按照一定的策略将多个进程分配给CPU运行的过程。CPU调度涉及到进程的权值、优先级、时间片大小等数值问题，这些数值的设置会直接影响到系统性能、响应速度等方面。

进程权值

进程权值是指处理器调度时，根据不同程度的优先级来决定进程获得CPU资源的概率。不同进程的权值通常由系统自动计算，但也可手动设置。

通常情况下，进程的优先级越高，其权值也越高，因此获得CPU的概率也越大。常见的进程优先级有5个等级，分别为Realtime、High、Normal、Low、Idle等级。

时间片

时间片是指在CPU调度过程中，每个进程所获得的CPU时间片大小。通常情况下，一个进程只能获得一个时间片，则必须在这个时间内执行完毕，否则就失去CPU资源。在一些实时系统中，时间片大小会被设置为定值，因此在调度中需要特别注意进程响应时间的问题。

调度策略

调度策略决定了系统按照何种算法分配CPU资源。常见的调度策略包括：

• 先来先服务（First In First Out，FIFO）：按照进程到达的时间顺序分配CPU资源，优先执行先到达的进程。
• 短作业优先（Shortest Job First，SJF）：按照进程执行时间的长短分配CPU资源，先执行执行时间短的进程。
• 优先级调度（Priority Scheduling）：按照进程的优先级分配CPU资源，优先执行优先级高的进程。
• 时间片轮转（Round Robin）：将每个进程分配一个时间片，在该时间片内执行，执行时间片结束后，进程将被放回队列末尾，等待下一次执行。这种方法可以实现公平地分配CPU资源。

除了上述常见的调度策略外，还有一些更为复杂的调度算法，如多级队列调度、公平共享调度等。

注意事项

• 进程权值、时间片大小以及调度策略应根据具体的系统需求合理设置。
• 进程的性能也会影响到CPU调度的效率，因此需要优化程序代码，减少资源占用。
• 多核CPU系统的调度可以使用多项技术，如对称多处理等。

代码片段

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>

int main()
{
    pid_t pid;
    int i=0;

    pid=fork();

    if(pid<0){
        printf("Error.");
        exit(1);
    }

    if(pid==0){
        /*
         *子进程代码
         */
        printf("Child process.\n");
        for(i=0; i<5; i++){
            printf("This is child process %d.\n", i);
            sleep(1);
        }
        printf("Child process finished.\n");
        exit(0);
    }
    else{
        /*
         *父进程代码
         */
        printf("Parent process.\n");
        for(i=0; i<3; i++){
            printf("This is parent process %d.\n", i);
            sleep(1);
        }
        printf("Parent process finished.\n");
        exit(0);
    }

    return 0;
}

上述代码演示了一个简单的进程创建过程，并使用fork()函数实现了进程的并行执行。

该程序使用fork()函数创建进程，并打印输出进程的执行结果。在父进程执行过程中，同时创建了一个子进程，并进行了相应的输出工作。如果在程序运行过程中，进程的权值或时间片大小设置不当，或者调度策略选择不当，则可能导致进程间的执行效率不同。因此，在编写程序时需要加以注意。