c進程調度演算法

A. 急求 程序代碼 c/c++ 操作系統中的 處理機調度演算法

#include <iostream>

#include <stdio.h>

#include <string>

//#include <windows.h>

using namespace std;

//hyugtyftydrtdtrdrrtrdrt

struct Node

{

string name;//進程（作業）名稱

int arriveTime;//到達時間

int ServerTime;//服務時間

int leftTime;//the left time

Node *link;//指向下一個節點的指針

};

class CProcess

{

public:

CProcess();//構造函數

~CProcess();//析構函數

const CProcess &operator =(const CProcess& p);//重載賦值操作符

void insertNode(string &na,int& at,int& st);//插入新元素（at由小到大）到鏈表合適的位置

void sort();//按照服務時間由大到小排序

bool isEmpty();//判斷是否為空

void destroy();//銷毀

int length();//求出鏈表長度

void print();//列印出元素

void FCFS();//先到先服務

void SJF();//短進程(作業)優先

void RR(int& q);//時間片輪轉

void priority();//優先權調度

protected:

Node *first;

Node *last;

};

const CProcess& CProcess::operator=(const CProcess& p)

{

Node *newNode;

Node *Current;

if(this!=&p)//避免自己給自己賦值

{

if(first!=NULL)//如果鏈表不為空

destroy();

if(p.first==NULL)

{//如果要拷貝的對象為空

this->first = NULL;

this->last = NULL;

}

else

{

Current = p.first;

first= new Node;

first->name=Current->name;//

first->arriveTime=Current->arriveTime;

first->ServerTime=Current->ServerTime;

first->link =NULL;

last =first;

Current = Current->link;

while(Current!=NULL)

{

newNode = new Node;

newNode->name=Current->name;

newNode->arriveTime=Current->arriveTime;

newNode->ServerTime=Current->ServerTime;

newNode->link=NULL;

last->link=newNode;

last=newNode;

Current = Current->link;

}

}

}

return *this;

}

CProcess::CProcess()

{//構造函數

first=NULL;

last=NULL;

}

CProcess::~CProcess()

{

Node *temp;

while(first!=NULL)

{

temp=first;

first=first->link;

delete temp;

}

last=NULL;

}

void CProcess::insertNode(string &na,int& at,int& st)

{//按照到達時間升序排序

Node *Current;

Node *trailCurrent;//指向Current的前一個節點

Node *newNode;

bool found;

newNode = new Node;//建立一個新節點

newNode->name=na;

newNode->arriveTime=at;

newNode->ServerTime=st;

newNode->link=NULL;//

if(first==NULL)//如果第一個節點為空（如果是第一次插入元素）

first=newNode;//將新節點賦給第一個節點

else

{//如果不是第一次

Current =first;

found = false;

while(Current!=NULL && !found)

{

if(Current->arriveTime >= at)

found = true;

else

{

trailCurrent = Current;

Current = Current->link;

}

}

if(Current==first)

{

newNode->link = first;

first = newNode;

}

else

{

trailCurrent->link = newNode;

newNode->link = Current;

}

}

}

int CProcess::length()

{

int count =0;//聲明變數，並初始化為0（用來記錄長度）

Node *Current;

Current = first;

while(Current!=NULL)//當前節點不為空，記錄值自加，一直向後遍歷,

{

count++;

Current = Current->link;

}

return count;//返回長度

}

void CProcess::sort()//按照服務時間，升序排列

{//冒泡排序

string sname;

int at;

int st;

Node *Current;//指向當前節點

Node *trailCurrent;//指向當前節點的前一個節點

for(trailCurrent=first->link;trailCurrent!=NULL;trailCurrent=trailCurrent->link)//控制條件有問題

{

for(Current=trailCurrent->link;Current!=NULL;Current=Current->link)//控制條件有問題

{

if(trailCurrent->ServerTime > Current->ServerTime)

{

sname=trailCurrent->name;

at=trailCurrent->arriveTime;

st=trailCurrent->ServerTime;

trailCurrent->name=Current->name;

trailCurrent->arriveTime=Current->arriveTime;

trailCurrent->ServerTime=Current->ServerTime;

Current->name=sname;

Current->arriveTime=at;

Current->ServerTime=st;

}

}

}

}

bool CProcess::isEmpty()//判斷是否為空

{

return (first==NULL);//如果第一個節點為空，返回值

}

void CProcess::print()

{

Node *Current;

Current = first->link;//頭節點賦給當前節點

while(Current!=NULL)//當前節點不為空，一直向後遍歷列印

{

cout<<Current->name<<" ";

cout<<Current->arriveTime<<" ";

cout<<Current->ServerTime<<"\n";

Current = Current->link;

}

}

void CProcess::destroy()

{

Node *temp;//定義一個臨時指針變數

while(first!=NULL)

{

temp=first;

first=first->link;

delete temp;

}

last=NULL;

}

void CProcess::FCFS()//先到先服務

{

Node *Current;

int T0=0;//完成時間

int T1=0;//周轉時間

Current = first->link;//頭節點賦給當前節點

while(Current!=NULL)

{

if(T0 < Current->arriveTime)

{

T0=Current->arriveTime+Current->ServerTime;

T1=T0-Current->arriveTime;

cout<<Current->name<<"\t";//列印出進程名

cout<<T0<<"\t";//列印出完成時間

cout<<T1<<"\n";//列印出周轉時間

Current = Current->link;

}

else

{

T0=Current->ServerTime+T0;

T1=T0-Current->arriveTime;//周轉時間等於，完成時間 - 到達時間

cout<<Current->name<<"\t";//列印出進程名

cout<<T0<<"\t";//列印出完成時間

cout<<T1<<"\n";//列印出周轉時間

Current = Current->link;

}

}

}

void CProcess::SJF()//短進程(作業)優先

{

//首先執行第一個到達的作業

Node *Current;

int T0=0;//完成時間

int T1=0;//周轉時間

T0=first->link->ServerTime+T0;

T1=T0-first->link->arriveTime;

cout<<first->link->name<<"\t";

cout<<T0<<"\t";//列印出完成時間

cout<<T1<<"\n";//列印出周轉時間

first->link=first->link->link;//刪除

//執行剩下的

sort();//對剩下的排序

Current = first->link;//頭節點賦給當前節點

while(Current!=NULL)

{

if(T0 < Current->arriveTime)

{

T0=Current->arriveTime+Current->ServerTime;

T1=T0-Current->arriveTime;

cout<<Current->name<<"\t";//列印出進程名

cout<<T0<<"\t";//列印出完成時間

cout<<T1<<"\n";//列印出周轉時間

Current = Current->link;

}

else

{

T0=Current->ServerTime+T0;

T1=T0-Current->arriveTime;//周轉時間等於，完成時間 - 到達時間

cout<<Current->name<<"\t";//列印出進程名

cout<<T0<<"\t";//列印出完成時間

cout<<T1<<"\n";//列印出周轉時間

Current = Current->link;

}

}

}

void CProcess::RR(int& q)//時間片輪轉

{

cout<<"時間片輪轉操作完成！\n";

}

void CProcess::priority()//優先權調度

{

cout<<"優先權操作完成！\n";

}

void main()

{

CProcess p0,p1,p2,p3,p4;

int at,st;

string na;

int judge=1;//控制退出程序

int choice;//控制選擇操作

while(judge)

{

cout<<"********************************************************\n";

cout<<"****** 說明：本程序適用於單道進程（作業） ******\n";

cout<<"******** 請選擇您的操作 ***************\n";

cout<<"*********輸入相應的數字，按下（Enter）鍵！**************\n";

cout<<"************* 5.錄入信息 ************\n";

cout<<"************* 1.先到先服務 ************\n";

cout<<"************* 2.短進程（作業）優先 ************\n";

cout<<"************* 3.時間片輪轉 ************\n";

cout<<"************* 4.優先權(靜態)調度 ************\n";

cout<<"************* 0.退出程序 ************\n";

cout<<"********************************************************\n";

cin>>choice;

switch(choice)

{

case 0:

judge=0;

break;

case 5:

cout<<"請輸入信息以「end」結束輸入！\n";

cout<<"進程名 到達時間 服務時間"<<endl;

while(na.compare("end"))//如果相等則會返回0

{

p0.insertNode(na,at,st);

cin>>na>>at>>st;

}

cout<<"錄入成功，目前的信息為：\n";

cout<<"進程名 到達時間 服務時間"<<endl;

p0.print();

break;

case 1://先到先服務

p1=p0;//拷貝一份

if(p1.isEmpty())

{

cout<<"請先錄入信息\n";

break;

}

else

{

cout<<"先到先服務\n";

cout<<"進程名 完成時間 周轉時間\n";

p1.FCFS();

break;

}

case 2://短作業優先

p2=p0;//拷貝一份

//p2.sort();

//p2.print();

if(p2.isEmpty())

{

cout<<"請先錄入信息\n";

break;

}

else

{

cout<<"短作業優先\n";

cout<<"進程名 完成時間 周轉時間\n";

p2.SJF();

break;

}

case 3://時間片輪轉

p3=p0;//拷貝一份

int q;

if(p3.isEmpty())

{

cout<<"請先錄入信息\n";

break;

}

else

{

cout<<"請輸入時間片大小";

cin>>q;

cout<<"時間片輪轉\n";

cout<<"進程名 完成時間 周轉時間\n";

p3.RR(q);

break;

}

case 4://優先權

p4=p0;//拷貝一份

if(p4.isEmpty())

{

cout<<"請先錄入信息\n";

break;

}

else

{

cout<<"時間片輪轉\n";

cout<<"進程名 完成時間 周轉時間\n";

p4.priority();

break;

}

default:

cout<<"請選擇目錄中的選項！\n";

break;

}

}

return;

}

B. 2018-06-09

一、常見的批處理作業調度演算法

1.先來先服務調度演算法（FCFS）:就是按照各個作業進入系統的自然次序來調度作業。這種調度演算法的優點是實現簡單，公平。其缺點是沒有考慮到系統中各種資源的綜合使用情況，往往使短作業的用戶不滿意，因為短作業等待處理的時間可能比實際運行時間長得多。

2.短作業優先調度演算法(SPF): 就是優先調度並處理短作業，所謂短是指作業的運行時間短。而在作業未投入運行時，並不能知道它實際的運行時間的長短，因此需要用戶在提交作業時同時提交作業運行時間的估計值。

3.最高響應比優先演算法(HRN)：FCFS可能造成短作業用戶不滿，SPF可能使得長作業用戶不滿，於是提出HRN，選擇響應比最高的作業運行。響應比=1+作業等待時間/作業處理時間。

4. 基於優先數調度演算法(HPF)：每一個作業規定一個表示該作業優先順序別的整數，當需要將新的作業由輸入井調入內存處理時，優先選擇優先數最高的作業。

5.均衡調度演算法，即多級隊列調度演算法

基本概念：

  作業周轉時間（Ti）＝完成時間(Tei)－提交時間(Tsi)

  作業平均周轉時間(T)＝周轉時間/作業個數

  作業帶權周轉時間（Wi）＝周轉時間/運行時間

  響應比＝（等待時間＋運行時間）/運行時間

二、進程調度演算法

1.先進先出演算法(FIFO)：按照進程進入就緒隊列的先後次序來選擇。即每當進入進程調度，總是把就緒隊列的隊首進程投入運行。

2. 時間片輪轉演算法(RR)：分時系統的一種調度演算法。輪轉的基本思想是，將CPU的處理時間劃分成一個個的時間片，就緒隊列中的進程輪流運行一個時間片。當時間片結束時，就強迫進程讓出CPU，該進程進入就緒隊列，等待下一次調度，同時，進程調度又去選擇就緒隊列中的一個進程，分配給它一個時間片，以投入運行。

3. 最高優先順序演算法(HPF)：進程調度每次將處理機分配給具有最高優先順序的就緒進程。最高優先順序演算法可與不同的CPU方式結合形成可搶占式最高優先順序演算法和不可搶占式最高優先順序演算法。

4. 多級隊列反饋法：幾種調度演算法的結合形式多級隊列方式。

三、空閑分區分配演算法

\1. 首先適應演算法：當接到內存申請時，查找分區說明表，找到第一個滿足申請長度的空閑區，將其分割並分配。此演算法簡單，可以快速做出分配決定。

2. 最佳適應演算法：當接到內存申請時，查找分區說明表，找到第一個能滿足申請長度的最小空閑區，將其進行分割並分配。此演算法最節約空間，因為它盡量不分割到大的空閑區，其缺點是可能會形成很多很小的空閑分區，稱為「碎片」。

3. 最壞適應演算法：當接到內存申請時，查找分區說明表，找到能滿足申請要求的最大的空閑區。該演算法的優點是避免形成碎片，而缺點是分割了大的空閑區後，在遇到較大的程序申請內存時，無法滿足的可能性較大。

四、虛擬頁式存儲管理中的頁面置換演算法

1.理想頁面置換演算法(OPT)：這是一種理想的演算法，在實際中不可能實現。該演算法的思想是：發生缺頁時，選擇以後永不使用或在最長時間內不再被訪問的內存頁面予以淘汰。

2.先進先出頁面置換演算法(FIFO)：選擇最先進入內存的頁面予以淘汰。

3. 最近最久未使用演算法（LRU）：選擇在最近一段時間內最久沒有使用過的頁，把它淘汰。

4.最少使用演算法（LFU）：選擇到當前時間為止被訪問次數最少的頁轉換。

三、磁碟調度

1.先來先服務（FCFS）：是按請求訪問者的先後次序啟動磁碟驅動器，而不考慮它們要訪問的物理位置

2.最短尋道時間優先（SSTF）：讓離當前磁軌最近的請求訪問者啟動磁碟驅動器，即是讓查找時間最短的那個作業先執行，而不考慮請求訪問者到來的先後次序，這樣就克服了先來先服務調度演算法中磁臂移動過大的問題

3.掃描演算法（SCAN）或電梯調度演算法：總是從磁臂當前位置開始，沿磁臂的移動方向去選擇離當前磁臂最近的那個柱面的訪問者。如果沿磁臂的方向無請求訪問時，就改變磁臂的移動方向。在這種調度方法下磁臂的移動類似於電梯的調度，所以它也稱為電梯調度演算法。

4.循環掃描演算法（CSCAN）：循環掃描調度演算法是在掃描演算法的基礎上改進的。磁臂改為單項移動，由外向里。當前位置開始沿磁臂的移動方向去選擇離當前磁臂最近的哪個柱面的訪問者。如果沿磁臂的方向無請求訪問時，再回到最外，訪問柱面號最小的作業請求。

對一個進程來說,一個重要的指標是它執行所需要的時間. 從進程提交到進程完成的時間間隔為周轉時間.也就是等待進入內存的時間,在就緒隊列中等待的時間,在 CPU中執行的時間和I/O操作的時間的總和.

例1.設一個系統中有5個進程，它們的到達時間和服務時間如下，A的到達時間為0，服務時間為3；B的到達時間為2，服務時間為6；C的到達時間為4，服務時間為4；D的到達時間為6，服務時間為5；E的 到達時間為8，服務時間為2，忽略1/0以及其他開銷時間，若分別按先來先服務（fFCFS）進行CPU調度，其平均周轉時間為？

10.2

6.4

8.6

4.5

先來先服務調度演算法

進程名  到達時間 服務時間  開始執行時間  完成時間  周轉時間

A              0              3                0                3                3

B              2              6                3                9                7

C              4              4                9                13              9

D              6              5                13              18              12

E              8              2                18              20              12

周轉時間 = 完成時間 - 到達時間

平均周轉時間 = 所有進程周轉時間 / 進程數 = （3+7+9+12+12）/ 5 = 8.6

單道批處理系統中有4個作業，J1的提交時間8.0，運行時間為2.0；J2的提交時間8.6，運行時間為0.6；J3提交時間8.8，運行時間為0.2；J4的提交時間9.0，運行時間為0.5。在採用響應比高者優先調度演算法時，其平均周轉時間為T為（）小時？

2.5

1.8

1.975

2.675

周轉時間=作業完成時間-作業提交時間

響應比=（作業等待時間+作業執行時間）/作業執行時間

當提交J1時，只有J1作業，執行J1，J1的周轉時間為2，此時時間為10.

J2、J3、J4提交時，由於正在執行J1，因此等待。

當J1執行完畢（此時時間為10），J2、J3、J4的等待時間分別為：1.4,1.2,1，

其響應比分別為：1.4/0.6+1=3.33    1.2/0.2+1=7      1/0.5+1=3，因此執行J3，J3的周轉時間為1.2+0.2=1.4

當J3執行完畢（此時時間為10.2），J2和J4的等待時間分別為1.6,1.2，

其響應比分別為：1.6/0.6+1=3.66      1.2/0.5+1=3.4，因此執行J2，J2的周轉時間為1.6+0.6=2.2

執行J2完畢後時間為10.8，接下來執行J4，執行完後時時間為11.3，J4的周轉時間為2.3

於是平均周轉時間為（2+1.4+2.2+2.3）/4=1.975

如果系統作業幾乎同時到達，則使系統平均作業周轉時間最短的演算法是短作業優先。

例3、

現有4個同時到達的作業J1,J2,J3和J4,它們的執行時間分別是3小時,5小時,7小時,9小時系統按單道方式運行且採用短作業優先演算法,則平均周轉時間是()小時

12.5

24

19

6

作業到達時間執行時間開始時間完成時間周轉時間

J103033

J20 5388

J30781515

J409152424

平均周轉時間（3+8+15+24）/4=12.5 

有4個進程A,B,C,D,設它們依次進入就緒隊列，因相差時間很短可視為同時到達。4個進程按輪轉法分別運行11,7,2,和4個時間單位，設時間片為1。四個進程的平均周轉時間為 （）？

15.25

16.25

16.75

17.25

17.75

18.25

A:1  4  4  3  3  2  2  2  1  1  1  共24

B:2  4  4  3  3  2  2                  共20

C:3  4                                      共7

D:4  4  3  3                              共14

字母後面的數字為等待的時間加運行時間

平均周轉時間為（24+20+7+14）/4=16.25

例5、假設系統按單值方式運行且採用最短作業優先演算法，有J1,J2,J3,J4共4個作業同時到達，則以下哪幾種情況下的平均周轉時間為10分鍾?

執行時間J1:1分鍾 J2:5分鍾 J3:9分鍾 J4:13分鍾

執行時間J1:1分鍾 J2:4分鍾 J3:7分鍾 J4:10分鍾

執行時間J1:2分鍾 J2:4分鍾 J3:6分鍾 J4:8分鍾

執行時間J1:3分鍾 J2:6分鍾 J3:9分鍾 J4:12分鍾

首先，短作業優先則短時間的作業利用資源，其餘的作業等待

根據平均周轉時間概念，將所有作業"等待時間"加上"運行時間"除以"作業數量"即可得到平均周轉時間

A： (J1執行1分鍾 + J2等待1分鍾 + J2執行5分鍾 + J3等待6分鍾 + J3執行9分鍾 + J4等待15分鍾 + J4執行13分鍾) / 4  = 50/4 = 12.5

B：  (J1執行1分鍾 + J2等待1分鍾 + J2執行4分鍾 + J3等待5分鍾 + J3執行7分鍾 + J4等待12分鍾 + J4執行10分鍾) / 4  = 40/4 = 10

C： (J1執行2分鍾 + J2等待2分鍾 + J2執行4分鍾 + J3等待6分鍾 + J3執行6分鍾 + J4等待12分鍾 + J4執行8分鍾) / 4    = 40/4 = 10

D：  (J1執行3分鍾 + J2等待3分鍾 + J2執行6分鍾 + J3等待9分鍾 + J3執行9分鍾 + J4等待18分鍾 + J4執行12分鍾) / 4  = 50/4 = 12.5

例6、假設系統中有5個進程，它們的到達時間和服務時間見下表1，忽略I/O以及其他開銷時間，若按先來先服務（FCFS）、非搶占的短作業優先和搶占的短作業優先三種調度演算法進行CPU調度，請給出各個進程的完成時間、周轉時間、帶權周轉時間、平均周轉時間和平均帶權周轉時間，完成表2。  表1 進程到達和需要服務時間  進程    到達時間    服務時間  A          0            3  B          2            6  C          4            4  D          6            5  E          8            2

表2 進程的完成時間和周轉時間

                  進程                  A      B        C      D      E        平均

  FCFS          完成時間      3      9      13      18      20 

                周轉時間            3      7        9      12      12      8.6

            帶權周轉時間      1.00 1.17  2.25  2.40    6.00      2.56

  SPF(非搶占)  完成時間    3      9      15      20      11 

                周轉時間            3      7      11      14      3        7.6

            帶權周轉時間      1.00  1.17  1.75    2.80    1.50    1.84

  SPF(搶占)    完成時間    3      15      8      20      10 

                周轉時間            3      13      4      14      2        7.2

            帶權周轉時間      1.00  2.16  1.00  2.80  1.00    1.59

例7、假定在單道批處理環境下有5個作業，各作業進入系統的時間和估計運行時間如下表所示：    作業  進入系統時間    估計運行時間/分鍾      1            8:00                40      2            8:20                30      3            8:30                12      4            9:00                18

      5            9:10                5

如果應用先來先服務和應用最短作業優先的作業調度演算法，試將下面表格填寫完整。

(1) 如果應用先來先服務的作業調度演算法，試將下面表格填寫完整。

    作業  進入系統時間  估計運行時間/分鍾  開始時間  結束時間  周轉時間/分鍾

    1        8:00            40            8：00    8：40        40

    2        8:20            30            8：40    9：10        50

    3        8:30            12            9：10    9：22        52

    4        9:00            18            9：22    9：40        40

    5        9:10            5              9：40    9：45        35

作業平均周轉時間T= 43.4  217

2）如果應用最短作業優先的作業調度演算法，試將下面表格填寫完整。    作業  進入系統時間  估計運行時間/分鍾  開始時間  結束時間  周轉時間/分鍾    1        8:00            40              8：00    8：40          40    2        8:20            30              8：52    9：22          62    3        8:30            12              8：40    8：52          22    4        9:00            18              9：27    9：45          45    5        9:10            5              9：22    9：27          17作業平均周轉時間T= 37.2  186

CPU和兩台輸入/輸出設備(I1,I2)多道程序設計環境下,同時有三個作業J1,J2,J3進行,這三個作業

使用CPU和輸入/輸出設備的順序和時間如下所示:

J1:I2(35ms);CPU(15ms);I1(35ms);CPU(15ms);I2(25ms)

J2:I1(25ms);CPU(30ms);I2(35ms)

J3:CPU(30ms);I1(25ms);CPU(15ms);I1(15ms);

假定CPU,I1,I2都能並行工作,J1的優先順序最高,J2次之,J3優先順序最低,優先順序高的作業可以搶占優先順序低的作業的CPU,但不能搶佔I1,I2,作業從J3開始到完成需要多少時間?

C. ）用C語言（或其它語言，如Java）編程實現對N個進程採用某種進程調度演算法（如動態優先權調度

公眾：類PrivilegeProcess {
公共靜態無效的主要（字串[] args）{

MyQueue的MyQueue的新MyQueue的（）;/ /聲明隊列

印刷電路板[PCB = {新的PCB（001 ，8,1），新的PCB（002,7,9），新的PCB（003,3,8），新的PCB（004,1,7），新的PCB（005,7,4）};
> PCB段=新的PCB（）;

（INT I = 0; <pcb.length; + +）{/ /初始化先進行排序，選擇排序這里使用的是高優先順序的一線隊

（J =我; <pcb.length; J + +）{

（PCB [I]。特權<PCB [J]。特權）{

段= PCB [1];

PCB [I] = PCB [J];

PCB [J] =段;

}

}

}

體系。通過out.println（「入隊後第一時間的進程的順序：」）;

（INT I = 0; <pcb.length; + +）{

的System.out調用println（第一次入隊＃程序名稱：「+ PCB [我]。名稱+ totaltime：」+ PCB [I]。totaltime +「的」特權「+ PCB [我]。特權）; }

（）;

myqueue.start（PCB）;

}

}

類MyQueue的{

INT指數= 0;

PCB [] PC =新的PCB [5];

PCB [] PC1 =新的PCB [4];

PCB溫度=新的PCB（） BR />公共無效排隊（PCB工藝）{/ /排隊演算法

（指數== 5）{

（「出界！」）;

返回

}

PC [索引] =進程;

指數+ +;

}

公共：PCB DEQUEUE（）{/ /出隊演算法（索引== 0）

返回空;

（INT I = 0; <pc1.length; + +）{

PC1 [I] = PC [ +1];

}

指數 -

溫度= PC [0];

（INT I = 0; <pc1.length; + +）{ BR /> PC [I] = PC1 [I];

}

回報條件;

}

公共無效啟動（PCB [] PC）{/ /進程表演算法

（PC [0]。isNotFinish ==真| | PC [1 isNotFinish ==真| | PC [2 isNotFinish ==真| | PC [3]。時isNotFinish ==真| | PC [4]。isNotFinish ==）{

/ / *註：| |運算符都是假的，所有的表達式結果為假，否則真

（INT I = 0; <PC長度; + +）{

PC [I]。運行（這一點）; />} 的System.out.println（）;

（INT I = 0; <pc.length; + +）{/ /處理每個運行一次運行的時間片的長度重新排序優先一旦

（J =我; <pc.length; J + +）{

如果（PC [I]特權<PC [J]。特權）{

溫度= PC [I];

PC [I] = PC [J];

PC [J] =溫度;

}

}

}

}

}

}

類PCB {/ /聲明過程級

和int名，totaltime ，運行時特權;

布爾isNotFinish的;

公眾PCB（）{

}

公開PCB（名稱，詮釋totaltime特權）{

this.name =的名稱;/ /進程名

this.totaltime = totaltime ;/ /

this.privilege =特權;/ /總時間優先 this.runtime = 2 ;/ /時間片值是2

this.isNotFinish =真;/ /是否執行完成

（「初始值：程序名稱：」+名+「totaltime：」+ totaltime +「特權」+特權）;

System.out的。調用println（）;

}

MyQueue的MQ公共無效的run（）{/ /處理的基礎上實施的時間片演算法

（totalTime> 1）{ totaltime =運行;/ /總時間大於1，總時間=總時間 - 時間片

特權 -

（「程序名稱：」+姓名+「 remaintime：「+ +」特權「+特權）; totaltime

的} else if（totaltime == 1）{

totaltime - ;/ /總時間為1時，執行時間為1
>特權 -

（「程序名稱：」+姓名+「remaintime：」+ totaltime +「特權」+特權）;

}其他{

isNotFinish =假;/ / 0，將isNotFinish標志設置為假

}

如果（isNotFinish ==真）{br mq.deQueue（）;

mq.enQueue（本）;

}

}
}

D. 用C語言編寫並調試一個模擬的進程調度程序，採用「簡單時間片輪轉法」調度演算法對五個進程進行調度。

#include "stdio.h"
#include "stdlib.h"
#include "string.h"

struct PCB {
char NAME[10]; /*進程名*/
int ROUND; /*進程輪轉時間片*/
int REACHTIME; /*進程到達時間*/
int CPUTIME; /*進程佔用CPU時間*/
int COUNT; /*計數器*/
int NEEDTIME; /*進程完成還要的CPU時間*/
char STATE; /*進程的狀態*/
struct PCB *NEXT; /*鏈指針*/
};

struct LINK { /*PCB的鏈結構*/
struct PCB *RUN; /*當前運行進程指針*/
struct PCB *READY; /*就緒隊列頭指針*/
struct PCB *TAIL; /*就緒隊列尾指針*/
struct PCB *FINISH; /*完成隊列頭指針*/
};

void INIT(LINK *); /*對PCB的鏈結構初始化*/
void INSERT(LINK *); /*將執行了一個單位時間片數且還未完成的進程的PCB插到就緒隊列的隊尾*/
void FIRSTIN(LINK *); /*將就緒隊列中的第一個進程投入運行*/
void PRINT(LINK *); /*列印每執行一個時間片後的所有進程的狀態*/
void PR(PCB *); /*列印一個進程的狀態*/
int CREATE(LINK *,int); /*創建新的進程*/
void ROUNDSCH(LINK *); /*按時間片輪轉法調度進程*/

void main() {
LINK pcbs;
int i;
INIT(&pcbs);
i=0;
printf("創建5個進程\n\n");
while(i<5) {
if(CREATE(&pcbs,i+1)==1) {
printf("進程已創建\n\n");
i++;
}
else
printf("進程創建失敗\n\n");
}
FIRSTIN(&pcbs);
ROUNDSCH(&pcbs);
}

void ROUNDSCH(LINK *p) {
PCB *pcb;
while(p->RUN!=NULL) {
pcb=(PCB *)malloc(sizeof(PCB));
strcpy(pcb->NAME,p->RUN->NAME);
pcb->ROUND=p->RUN->ROUND;
pcb->REACHTIME=p->RUN->REACHTIME;
pcb->CPUTIME=p->RUN->CPUTIME;
pcb->COUNT=p->RUN->COUNT;
pcb->NEEDTIME=p->RUN->NEEDTIME;
pcb->STATE=p->RUN->STATE;
pcb->NEXT=p->RUN->NEXT;
pcb->CPUTIME++;
pcb->NEEDTIME--;
pcb->COUNT++;
if(pcb->NEEDTIME==0) {
pcb->NEXT=p->FINISH->NEXT;
p->FINISH->NEXT=pcb;
pcb->STATE='F';
p->RUN=NULL;
if(p->READY!=p->TAIL)
FIRSTIN(p);
}
else {
p->RUN=pcb;
if(pcb->COUNT==pcb->ROUND) {
pcb->COUNT=0;
if(p->READY!=p->TAIL) {
pcb->STATE='W';
INSERT(p);
FIRSTIN(p);
}
}
}
PRINT(p);
}
}

void INIT(LINK *p) {
p->RUN=NULL;
p->TAIL=p->READY=(PCB *)malloc(sizeof(PCB));
p->READY->NEXT=NULL;
p->FINISH=(PCB *)malloc(sizeof(PCB));
p->FINISH->NEXT=NULL;
}

int CREATE(LINK *p,int n) {
PCB *pcb,*q;
pcb=(PCB *)malloc(sizeof(PCB));
flushall();
printf("請輸入第%d個進程的名稱：\n",n);
gets(pcb->NAME);
printf("請輸入第%d個進程的輪轉時間片數：\n",n);
scanf("%d",&(pcb->ROUND));
printf("請輸入第%d個進程的到達時間：\n",n);
scanf("%d",&(pcb->REACHTIME));
pcb->CPUTIME=0;
pcb->COUNT=0;
printf("請輸入第%d個進程需運行的時間片數：\n",n);
scanf("%d",&(pcb->NEEDTIME));
pcb->STATE='W';
pcb->NEXT=NULL;
if(strcmp(pcb->NAME,"")==0||pcb->ROUND<=0||pcb->NEEDTIME<=0) /*輸入錯誤*/
return 0;
q=p->READY;
while(q->NEXT!=NULL&&q->NEXT->REACHTIME<=pcb->REACHTIME)
q=q->NEXT;
pcb->NEXT=q->NEXT;
q->NEXT=pcb;
if(pcb->NEXT==NULL)
p->TAIL=pcb;
return 1;
}

void FIRSTIN(LINK *p) {
PCB *q;
q=p->READY->NEXT;
p->READY->NEXT=q->NEXT;
q->NEXT=NULL;
if(p->READY->NEXT==NULL)
p->TAIL=p->READY;
q->STATE='R';
p->RUN=q;
}

void INSERT(LINK *p) {
PCB *pcb;
pcb=(PCB *)malloc(sizeof(PCB));
strcpy(pcb->NAME,p->RUN->NAME);
pcb->ROUND=p->RUN->ROUND;
pcb->REACHTIME=p->RUN->REACHTIME;
pcb->CPUTIME=p->RUN->CPUTIME;
pcb->COUNT=p->RUN->COUNT;
pcb->NEEDTIME=p->RUN->NEEDTIME;
pcb->STATE=p->RUN->STATE;
pcb->NEXT=p->RUN->NEXT;
p->TAIL->NEXT=pcb;
p->TAIL=pcb;
p->RUN=NULL;
pcb->STATE='W';
}

void PRINT(LINK *p) {
PCB *pcb;
printf("執行一個時間片後的所有進程的狀態：\n\n");
if(p->RUN!=NULL)
PR(p->RUN);
if(p->READY!=p->TAIL) {
pcb=p->READY->NEXT;
while(pcb!=NULL) {
PR(pcb);
pcb=pcb->NEXT;
}
}
pcb=p->FINISH->NEXT;
while(pcb!=NULL) {
PR(pcb);
pcb=pcb->NEXT;
}
}

void PR(PCB *p) {
printf("進程名：%s\n",p->NAME);
printf("進程輪轉時間片：%d\n",p->ROUND);
printf("進程到達時間：%d\n",p->REACHTIME);
printf("進程佔用CPU時間：%d\n",p->CPUTIME);
printf("計數器：%d\n",p->COUNT);
printf("進程完成還要的CPU時間：%d\n",p->NEEDTIME);
printf("進程的狀態：%c\n\n",p->STATE);
}

E. c語言，單處理機進程調度，時間片輪轉

//參考一下
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>

#defineCPU_TIME50//CPU時間片

structmission//單個任務的結構體
{
charname[20];//任務名稱
intfinished;//任務是否已完成,完成為1,未完成為0
intneed_time;//任務總共需要的CPU時間
intfinished_time;//任務已經執行的CPU時間
};

intwork_mission=5;//未完成任務計數

structmissions[5]={{"one",0,100,0},//假設有5個任務
{"two",0,380,0},
{"three",0,200,0},
{"four",0,440,0},
{"five",0,230,0}
};

intmove_mission(intflag)//任務排序
{
if(work_mission==0)
{
return1;
}
structmissiontemp;
temp=s[0];
inti;

if(flag==1)
{
for(i=1;i<work_mission+1;i++)
{
s[i-1]=s[i];
}
s[work_mission]=temp;
}
else
{
for(i=1;i<work_mission;i++)
{
s[i-1]=s[i];
}
s[work_mission-1]=temp;
}


return0;
}
intmain(intargc,char*argv[]){
structmissiontemp;
intfinished=0;
intcpu_time_count=0;
while(finished==0)
{
printf(" 第%d個CPU時間片即將執行 ",cpu_time_count/CPU_TIME+1);
printf(" 當前任務隊列(即將執行下面第一行任務,執行後將任務移到隊列末尾):CPU已用時:%d ",cpu_time_count);
inti;
for(i=0;i<5;i++)
{
printf("任務名稱:%5s是否已完成:%d需時間:%03d已執行時間:%03d已完成:%03.2f%% ",s[i].name,s[i].finished,s[i].need_time,s[i].finished_time,100*((float)s[i].finished_time/(float)s[i].need_time));
}
if(s[0].finished==1)
{
finished=1;
break;
}
if((s[0].need_time-s[0].finished_time)>CPU_TIME)
{
s[0].finished_time+=CPU_TIME;
cpu_time_count+=CPU_TIME;
finished=move_mission(0);
}
else
{
cpu_time_count+=(s[0].need_time-s[0].finished_time);
s[0].finished_time=s[0].need_time;
s[0].finished=1;
work_mission-=1;
finished=move_mission(1);
}
}
printf(" 當前任務隊列(全部執行完畢):CPU用時:%d ",cpu_time_count);
inti;
for(i=0;i<5;i++)
{
printf("任務名稱:%5s是否已完成:%d需時間:%03d已執行時間:%03d已完成:%03.2f%% ",s[i].name,s[i].finished,s[i].need_time,s[i].finished_time,100*((float)s[i].finished_time/(float)s[i].need_time));
}
printf(" 總共用了CPU時間:%d",cpu_time_count);
return0;
}

F. 操作系統進程調度演算法模擬

第一部分： 實時調度演算法介紹

對於什麼是實時系統，POSIX 1003.b作了這樣的定義：指系統能夠在限定的響應時間內提供所需水平的服務。而一個由Donald Gillies提出的更加為大家接受的定義是：一個實時系統是指計算的正確性不僅取決於程序的邏輯正確性，也取決於結果產生的時間，如果系統的時間約束條件得不到滿足，將會發生系統出錯。

實時系統根據其對於實時性要求的不同，可以分為軟實時和硬實時兩種類型。硬實時系統指系統要有確保的最壞情況下的服務時間，即對於事件的響應時間的截止期限是無論如何都必須得到滿足。比如航天中的宇宙飛船的控制等就是現實中這樣的系統。其他的所有有實時特性的系統都可以稱之為軟實時系統。如果明確地來說，軟實時系統就是那些從統計的角度來說，一個任務（在下面的論述中，我們將對任務和進程不作區分）能夠得到有確保的處理時間，到達系統的事件也能夠在截止期限到來之前得到處理，但違反截止期限並不會帶來致命的錯誤，像實時多媒體系統就是一種軟實時系統。

一個計算機系統為了提供對於實時性的支持，它的操作系統必須對於CPU和其他資源進行有效的調度和管理。在多任務實時系統中，資源的調度和管理更加復雜。本文下面將先從分類的角度對各種實時任務調度演算法進行討論，然後研究普通的 Linux操作系統的進程調度以及各種實時Linux系統為了支持實時特性對普通Linux系統所做的改進。最後分析了將Linux操作系統應用於實時領域中時所出現的一些問題，並總結了各種實時Linux是如何解決這些問題的。

1. 實時CPU調度演算法分類

各種實時操作系統的實時調度演算法可以分為如下三種類別[Wang99][Gopalan01]：基於優先順序的調度演算法（Priority-driven scheling-PD）、基於CPU使用比例的共享式的調度演算法（Share-driven scheling-SD）、以及基於時間的進程調度演算法（Time-driven scheling-TD），下面對這三種調度演算法逐一進行介紹。

1.1. 基於優先順序的調度演算法

基於優先順序的調度演算法給每個進程分配一個優先順序，在每次進程調度時，調度器總是調度那個具有最高優先順序的任務來執行。根據不同的優先順序分配方法，基於優先順序的調度演算法可以分為如下兩種類型[Krishna01][Wang99]：

靜態優先順序調度演算法：

這種調度演算法給那些系統中得到運行的所有進程都靜態地分配一個優先順序。靜態優先順序的分配可以根據應用的屬性來進行，比如任務的周期，用戶優先順序，或者其它的預先確定的策略。RM（Rate-Monotonic）調度演算法是一種典型的靜態優先順序調度演算法，它根據任務的執行周期的長短來決定調度優先順序，那些具有小的執行周期的任務具有較高的優先順序。

動態優先順序調度演算法：

這種調度演算法根據任務的資源需求來動態地分配任務的優先順序，其目的就是在資源分配和調度時有更大的靈活性。非實時系統中就有很多這種調度演算法，比如短作業優先的調度演算法。在實時調度演算法中， EDF演算法是使用最多的一種動態優先順序調度演算法，該演算法給就緒隊列中的各個任務根據它們的截止期限（Deadline）來分配優先順序，具有最近的截止期限的任務具有最高的優先順序。

1.2. 基於比例共享調度演算法

雖然基於優先順序的調度演算法簡單而有效，但這種調度演算法提供的是一種硬實時的調度，在很多情況下並不適合使用這種調度演算法：比如象實時多媒體會議系統這樣的軟實時應用。對於這種軟實時應用，使用一種比例共享式的資源調度演算法（SD演算法）更為適合。

比例共享調度演算法指基於CPU使用比例的共享式的調度演算法，其基本思想就是按照一定的權重（比例）對一組需要調度的任務進行調度，讓它們的執行時間與它們的權重完全成正比。

我們可以通過兩種方法來實現比例共享調度演算法[Nieh01]：第一種方法是調節各個就緒進程出現在調度隊列隊首的頻率，並調度隊首的進程執行；第二種做法就是逐次調度就緒隊列中的各個進程投入運行，但根據分配的權重調節分配個每個進程的運行時間片。

比例共享調度演算法可以分為以下幾個類別：輪轉法、公平共享、公平隊列、彩票調度法（Lottery）等。

比例共享調度演算法的一個問題就是它沒有定義任何優先順序的概念；所有的任務都根據它們申請的比例共享CPU資源，當系統處於過載狀態時，所有的任務的執行都會按比例地變慢。所以為了保證系統中實時進程能夠獲得一定的CPU處理時間，一般採用一種動態調節進程權重的方法。

1.3. 基於時間的進程調度演算法

對於那些具有穩定、已知輸入的簡單系統，可以使用時間驅動（Time-driven:TD）的調度演算法，它能夠為數據處理提供很好的預測性。這種調度演算法本質上是一種設計時就確定下來的離線的靜態調度方法。在系統的設計階段，在明確系統中所有的處理情況下，對於各個任務的開始、切換、以及結束時間等就事先做出明確的安排和設計。這種調度演算法適合於那些很小的嵌入式系統、自控系統、感測器等應用環境。

這種調度演算法的優點是任務的執行有很好的可預測性，但最大的缺點是缺乏靈活性，並且會出現有任務需要被執行而CPU卻保持空閑的情況。

2. 通用Linux系統中的CPU調度

通用Linux系統支持實時和非實時兩種進程，實時進程相對於普通進程具有絕對的優先順序。對應地，實時進程採用SCHED_FIFO或者SCHED_RR調度策略，普通的進程採用SCHED_OTHER調度策略。

在調度演算法的實現上，Linux中的每個任務有四個與調度相關的參數，它們是rt_priority、policy、priority（nice）、counter。調度程序根據這四個參數進行進程調度。

在SCHED_OTHER 調度策略中，調度器總是選擇那個priority+counter值最大的進程來調度執行。從邏輯上分析，SCHED_OTHER調度策略存在著調度周期（epoch），在每一個調度周期中，一個進程的priority和counter值的大小影響了當前時刻應該調度哪一個進程來執行，其中 priority是一個固定不變的值，在進程創建時就已經確定，它代表了該進程的優先順序，也代表這該進程在每一個調度周期中能夠得到的時間片的多少； counter是一個動態變化的值，它反映了一個進程在當前的調度周期中還剩下的時間片。在每一個調度周期的開始，priority的值被賦給 counter，然後每次該進程被調度執行時，counter值都減少。當counter值為零時，該進程用完自己在本調度周期中的時間片，不再參與本調度周期的進程調度。當所有進程的時間片都用完時，一個調度周期結束，然後周而復始。另外可以看出Linux系統中的調度周期不是靜態的，它是一個動態變化的量，比如處於可運行狀態的進程的多少和它們priority值都可以影響一個epoch的長短。值得注意的一點是，在2.4以上的內核中， priority被nice所取代，但二者作用類似。

可見SCHED_OTHER調度策略本質上是一種比例共享的調度策略，它的這種設計方法能夠保證進程調度時的公平性--一個低優先順序的進程在每一個epoch中也會得到自己應得的那些CPU執行時間，另外它也提供了不同進程的優先順序區分，具有高priority值的進程能夠獲得更多的執行時間。

對於實時進程來說，它們使用的是基於實時優先順序rt_priority的優先順序調度策略，但根據不同的調度策略，同一實時優先順序的進程之間的調度方法有所不同：

SCHED_FIFO：不同的進程根據靜態優先順序進行排隊，然後在同一優先順序的隊列中，誰先准備好運行就先調度誰，並且正在運行的進程不會被終止直到以下情況發生：1.被有更高優先順序的進程所強佔CPU；2.自己因為資源請求而阻塞；3.自己主動放棄CPU（調用sched_yield）；

SCHED_RR：這種調度策略跟上面的SCHED_FIFO一模一樣，除了它給每個進程分配一個時間片，時間片到了正在執行的進程就放棄執行；時間片的長度可以通過sched_rr_get_interval調用得到；

由於Linux系統本身是一個面向桌面的系統，所以將它應用於實時應用中時存在如下的一些問題：

Linux系統中的調度單位為10ms，所以它不能夠提供精確的定時；

當一個進程調用系統調用進入內核態運行時，它是不可被搶占的；

Linux內核實現中使用了大量的封中斷操作會造成中斷的丟失；

由於使用虛擬內存技術，當發生頁出錯時，需要從硬碟中讀取交換數據，但硬碟讀寫由於存儲位置的隨機性會導致隨機的讀寫時間，這在某些情況下會影響一些實時任務的截止期限；

雖然Linux進程調度也支持實時優先順序，但缺乏有效的實時任務的調度機制和調度演算法；它的網路子系統的協議處理和其它設備的中斷處理都沒有與它對應的進程的調度關聯起來，並且它們自身也沒有明確的調度機制；

3. 各種實時Linux系統

3.1. RT-Linux和RTAI

RT -Linux是新墨西哥科技大學（New Mexico Institute of Technology）的研究成果[RTLinuxWeb][Barabanov97]。它的基本思想是，為了在Linux系統中提供對於硬實時的支持，它實現了一個微內核的小的實時操作系統（我們也稱之為RT-Linux的實時子系統），而將普通Linux系統作為一個該操作系統中的一個低優先順序的任務來運行。另外普通Linux系統中的任務可以通過FIFO和實時任務進行通信。RT-Linux的框架如圖 1所示：

圖 1 RT-Linux結構

RT -Linux的關鍵技術是通過軟體來模擬硬體的中斷控制器。當Linux系統要封鎖CPU的中斷時時，RT-Linux中的實時子系統會截取到這個請求，把它記錄下來，而實際上並不真正封鎖硬體中斷，這樣就避免了由於封中斷所造成的系統在一段時間沒有響應的情況，從而提高了實時性。當有硬體中斷到來時， RT-Linux截取該中斷，並判斷是否有實時子系統中的中斷常式來處理還是傳遞給普通的Linux內核進行處理。另外，普通Linux系統中的最小定時精度由系統中的實時時鍾的頻率決定，一般Linux系統將該時鍾設置為每秒來100個時鍾中斷，所以Linux系統中一般的定時精度為 10ms，即時鍾周期是10ms，而RT-Linux通過將系統的實時時鍾設置為單次觸發狀態，可以提供十幾個微秒級的調度粒度。

RT-Linux實時子系統中的任務調度可以採用RM、EDF等優先順序驅動的演算法，也可以採用其他調度演算法。

RT -Linux對於那些在重負荷下工作的專有系統來說，確實是一個不錯的選擇，但他僅僅提供了對於CPU資源的調度；並且實時系統和普通Linux系統關系不是十分密切，這樣的話，開發人員不能充分利用Linux系統中已經實現的功能，如協議棧等。所以RT-Linux適合與工業控制等實時任務功能簡單，並且有硬實時要求的環境中，但如果要應用與多媒體處理中還需要做大量的工作。

義大利的RTAI( Real-Time Application Interface )源於RT-Linux，它在設計思想上和RT-Linux完全相同。它當初設計目的是為了解決RT-Linux難於在不同Linux版本之間難於移植的問題，為此，RTAI在 Linux 上定義了一個實時硬體抽象層，實時任務通過這個抽象層提供的介面和Linux系統進行交互，這樣在給Linux內核中增加實時支持時可以盡可能少地修改 Linux的內核源代碼。

3.2. Kurt-Linux

Kurt -Linux由Kansas大學開發，它可以提供微秒級的實時精度[KurtWeb] [Srinivasan]。不同於RT-Linux單獨實現一個實時內核的做法，Kurt -Linux是在通用Linux系統的基礎上實現的，它也是第一個可以使用普通Linux系統調用的基於Linux的實時系統。

Kurt-Linux將系統分為三種狀態：正常態、實時態和混合態，在正常態時它採用普通的Linux的調度策略，在實時態只運行實時任務，在混合態實時和非實時任務都可以執行；實時態可以用於對於實時性要求比較嚴格的情況。

為了提高Linux系統的實時特性，必須提高系統所支持的時鍾精度。但如果僅僅簡單地提高時鍾頻率，會引起調度負載的增加，從而嚴重降低系統的性能。為了解決這個矛盾， Kurt-Linux採用UTIME所使用的提高Linux系統中的時鍾精度的方法[UTIMEWeb]：它將時鍾晶元設置為單次觸發狀態（One shot mode），即每次給時鍾晶元設置一個超時時間，然後到該超時事件發生時在時鍾中斷處理程序中再次根據需要給時鍾晶元設置一個超時時間。它的基本思想是一個精確的定時意味著我們需要時鍾中斷在我們需要的一個比較精確的時間發生，但並非一定需要系統時鍾頻率達到此精度。它利用CPU的時鍾計數器TSC (Time Stamp Counter)來提供精度可達CPU主頻的時間精度。

對於實時任務的調度，Kurt-Linux採用基於時間（TD）的靜態的實時CPU調度演算法。實時任務在設計階段就需要明確地說明它們實時事件要發生的時間。這種調度演算法對於那些循環執行的任務能夠取得較好的調度效果。

Kurt -Linux相對於RT-Linux的一個優點就是可以使用Linux系統自身的系統調用，它本來被設計用於提供對硬實時的支持，但由於它在實現上只是簡單的將Linux調度器用一個簡單的時間驅動的調度器所取代，所以它的實時進程的調度很容易受到其它非實時任務的影響，從而在有的情況下會發生實時任務的截止期限不能滿足的情況，所以也被稱作嚴格實時系統（Firm Real-time）。目前基於Kurt-Linux的應用有：ARTS（ATM Reference Traffic System）、多媒體播放軟體等。另外Kurt-Linux所採用的這種方法需要頻繁地對時鍾晶元進行編程設置。

3.3. RED-Linux

RED -Linux是加州大學Irvine分校開發的實時Linux系統[REDWeb][ Wang99]，它將對實時調度的支持和Linux很好地實現在同一個操作系統內核中。它同時支持三種類型的調度演算法，即：Time-Driven、 Priority-Dirven、Share-Driven。

為了提高系統的調度粒度，RED-Linux從RT-Linux那兒借鑒了軟體模擬中斷管理器的機制，並且提高了時鍾中斷頻率。當有硬體中斷到來時，RED-Linux的中斷模擬程序僅僅是簡單地將到來的中斷放到一個隊列中進行排隊，並不執行真正的中斷處理程序。

另外為了解決Linux進程在內核態不能被搶占的問題， RED-Linux在Linux內核的很多函數中插入了搶占點原語，使得進程在內核態時，也可以在一定程度上被搶占。通過這種方法提高了內核的實時特性。

RED-Linux的設計目標就是提供一個可以支持各種調度演算法的通用的調度框架，該系統給每個任務增加了如下幾項屬性，並將它們作為進程調度的依據：

Priority：作業的優先順序；

Start-Time：作業的開始時間；

Finish-Time：作業的結束時間；

Budget：作業在運行期間所要使用的資源的多少；

通過調整這些屬性的取值及調度程序按照什麼樣的優先順序來使用這些屬性值，幾乎可以實現所有的調度演算法。這樣的話，可以將三種不同的調度演算法無縫、統一地結合到了一起。