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南京大学软件学院操作系统2019届加分项

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wshwbluebird/PMPlus

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题目描述

假设你有一台计算机,而我们很多任务。这些任务需要提交给计算机来完成,我们希望你能写出一个合理的调度算法,来合理分配你拥有的资源,用这些资源来尽可能快的完成任务

条件

  1. 任务

    每个任务包含:

    1. 任务id,一个任务的唯一标识,一个整数,范围1-999

    2. cpu时间,这个任务需要一个cpu用多少时间片来完成,一个整数,int类型

    3. 需要的资源,执行这个任务需要哪些资源,一个int型数组,里面包含需要的资源id

  2. 资源

    每个资源包含:

    1. 资源id,一种任务的唯一标识,一个整数,范围1-128

环境模拟

  1. 内存

    内存是一块你可以自由读写的区域,你可以在这里存放pcb,bitmap以及其他可以辅助你进行调度的数据结构

  2. 多个cpu cpu的数量不超过5,编号从0开始

    每个cpu有两种操作:

    1. 运行一个任务,前提是这个任务所需要的资源都已经被放到资源内存里,且该任务已经获得了该资源的权限

    2. 空闲,什么也不做

  3. 时间片

    我们模拟一个一直在运行的时间序列,每个时间片都会调用你的调度算法,获得当前cpu的动作。

    cpu每个时间片可以执行1时间片的任务。

说明

  1. 如果要运行一个任务,它所需要的资源不能被别的正在运行的任务使用,如果已经有正在执行的任务占用这个资源,那么新的任务不能获得这个资源的使用权,也就不能执行这个任务
  2. 任务到达的时间是不一定的。每个时间片,系统都会调用你写的调度算法。算法的输入是在当前时间片到达的任务。(当然到来任务所需要的资源很可能还不能使用,或者没有一个cpu可以用来处理这个任务,那么你只能挂起这个任务,直到在某一个时间片这个资源已经准备就绪了)
  3. 一个任务在同一时刻只能由一个cpu完成
  4. 一开始的时候,所有需要的资源都准备就绪。
  5. 任务保证会按照顺序到达,即如果x<y,那么任务x的到达时间一定小于等于任务y的到达时间

评比

  1. 正确性:任务的执行必须符合条件,如果不符合条件,那么就会判定程序出错

  2. 满意度:满意度是我们衡量一个调度策略的重要指标,每个任务都有条等待曲线。横坐标是时间,表示从任务到达到最终完成花费的时间;纵坐标是得分,表示在特定等待时间下该任务的不满意得分。显然,得分越低越好。(下面的表是一个例子,未来会进行调整,不过原则不会变:如果一个任务等待太久,那么不满意度会增长的非常快)

横坐标x:时间 纵坐标y:不满意
x<5 y=1
x>=5 && x<15 y=2x+1
x>=15 y=2^(x-11)
  1. 内存访问次数:很显然,越少越好

  2. cpu环境切换次数:如果cpu在当前时刻执行的任务和cpu在上一时刻执行的任务不同,那么就需要切换执行环境,很显然,这个次数越少越好

工程文件

请重点关注带*的类

测试类如main/Main, main/Test result包 等内容无需关心

在实现类(work包下)提供了main函数,可以供大家进行运行和调试以及看到结果

bottom

BottomMonitor: 底层监视器,用于统计以及正确性检查

BottomService:底层接口的具体实现

Constant * : 一些常量信息,主要关注一下自由内存的大小

Task * : 任务类,可以直接读取任务的id,需要执行时间和所需资源

TaskState: 底层的任务状态记录

main

Main: 执行测试的主函数入口

Schedule * : 调度器类

Test:测试用例

testFile

该包用于存放测试文件,每个测试文件中记录着一种任务队列,具体形式可参考该包下的testSample.txt

work

S161250xxx *: 你需要实现的类,该类必须继承main.Schedule,可以使用父类已经实现的方法

Sgreedy: 我写的一个简单的样例,如果你觉得看了我的代码会影响你的思路可以不看23333

result

该包用于存放测试结果文件

提交及加分

提交内容
  1. 提交work包下的实现类,类名为S+你的学号, 如S161250001.java

  2. 提交说明文档,记录你的实现思路,可以写出你设计的比较巧妙的部分

加分

该加分会直接加在你的操作系统实验得分中

  1. 所有提交代码,且通过查重检测和正确性检测的同学,可以获得基础加分(预计6分起步)

  2. 在性能评比中表现出色的同学,可以获得额外加分(封顶10分)

Q&A

关于实验的问题:

实验及底层代码是我写的,所以有疏漏的地方欢迎指出来,我会及时调整

关于实验的问题,可以在QQ群提问或写邮件咨询

邮箱:[email protected]

工程代码可以在github上下载:https://github.com/wshwbluebird/PMPlus

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