车载自组织网络中的最小延时链路调度算法
操作系统综合实验
华北科技学院计算机学院综合性实验实验报告 课程名称《计算机操作系统》 实验学期2015 至2016 学年第一学期学生所在系部计算机系 年级2013 专业班级计科B133 学生姓名谢培旗学号201307014319 任课教师王祥仲 实验成绩
计算机学院制 华北科技学院计算机学院综合性实验报告 》课程综合性实验报告《计算机操作系统年 12 月 4 日 2015 基础二开课实验室：
页1 第 华北科技学院计算机学院综合性实验报告 （5）分析程序运行的结果，谈一下自己的认识。
四、实验结果及分析 本实验设计到三个进程调度，分别是：先来先服务调度算法，非抢占式短进程调度算法，最高响应比优先调度算法。以下为本次实验结果截图及分析： 程序运行界面截图： 先来先服务调度算法1.
页2 第 华北科技学院计算机学院综合性实验报告 分析： 当在进程调度中采用FCFS算法时，每次调度是从就绪的进程队列中选择一个最先进入该队列的进程，为之分配处理机，使之投入运行。该进程一直运行到完成或发生某事件而阻塞后，进程调度才将处理机分配给其它进程。 程序计算结果如图，设有5个进程：a、b、c、d、e在不同时间到达，按其到达时间排序则为：a->b->c->d->e，即调用先来先服务算法以后进程运行的顺序是：a->b->c->d->e。 2.非抢占式短进程调度算法 算法是以作业的长短来计算优先级，作业越短，其优先级越高。作业的长短是以作业所SJF算法可以分别用于作业调度和进程调度。在把短作业优先调度算SJF要求的运行时间来衡量的。优先将法用于作业调度时，它将从外存的作业后备队列中选择若干个估计运行时间最短的作业，它们调入内存运行。在不同时间到达，按其所需服务时间长ed、ca程序计算结果如图，设有5个进程：、b、、，即调用非抢占式短进程优先调度算法以后进程运行的顺序是：短排序则为： a->b->e->c->d 。a->b->e->c->d 页3 第
负载均衡调度算法
负载调度算法 负载均衡（Load Balance），又称为负载分担，就是将负载（工作任务）进行平衡、分摊到多个操作单元上进行执行，例如Web服务器、FTP服务器、企业关键应用服务器和其它关键任务服务器等，从而共同完成工作任务。负载均衡建立在现有网络结构之上，它提供了一种廉价又有效的方法来扩展网络设备和服务器的带宽、增加吞吐量、加强网络数据处理能力、提高网络的灵活性和可用性。 在调度器的实现技术中，IP负载均衡技术是效率最高的。在已有的IP负载均衡技术中有通过网络地址转换（Network Address Translation）将一组服务器构成一个高性能的、高可用的虚拟服务器，称之为VS/NAT技术。在分析VS/NAT 的缺点和网络服务的非对称性的基础上，提出通过IP隧道实现虚拟服务器的方法VS/TUN，和通过直接路由实现虚拟服务器的方法VS/DR，它们可以极大地提高系统的伸缩性。 在内核中的连接调度算法上，IPVS实现了以下几种调度算法： 1 轮叫调度 1.1 轮叫调度含义 轮叫调度（Round Robin Scheduling）算法就是以轮叫的方式依次将请求调度不同的服务器，即每次调度执行i = (i + 1) mod n，并选出第i台服务器。算法的优点是其简洁性，它无需记录当前所有连接的状态，所以它是一种无状态调度。 轮叫是基站为终端分配带宽的一种处理流程，这种分配可以是针对单个终端或是一组终端的。为单个终端和一组终端连接分配带宽，实际上是定义带宽请求竞争机制，这种分配不是使用一个单独的消息，而是上行链路映射消息中包含的一系列分配机制。 1.2 轮叫调度算法流程 轮询调度算法的原理是每一次把来自用户的请求轮流分配给内部中的服务器，从1开始，直到N（内部服务器个数），然后重新开始循环。在系统实现时，我们引入了一个额外条件，即当服务器的权值为零时，表示该服务器不可用而不被调度。这样做的目的是将服务器切出服务（如屏蔽服务器故障和系统维护），同时与其他加权算法保持一致。所以，算法要作相应的改动，它的算法流程如下：假设有一组服务器S = {S0, S1, …, Sn-1}，一个指示变量i表示上一次选择的服务器，W(Si)表示服务器Si的权值。变量i被初始化为n-1，其中n > 0。 j = i; do { j = (j + 1) mod n;
《汽车车载网络技术》期末复习试题
车载网络复习题 一、填空题 1、多路传输系统可分为单线、双线和无线。 2、通信协议的3要素：语法、语义和定时规则。 3、CAN协议支持两种报文，即标准格式和拓展模式。 4、ECU主要由输入接口、微处理器和输出接口组成。 5、PASSAT轿车动力传动系统的CAN-H线颜色为橙黑。 6、一般而言，照明系统属于车载网络等级标准中的A类网络。 7、LIN总线传输特点是传输速度低、结构简单、价格低廉。 8、我们把同时连接多种不同的CAN数据总线的电脑的模块称为网络。 9、MOST采用物理层传输介质，速率可达24.8mpbs的数据传输速度。 10、车载网络系统的故障类型有汽车电源系统引起的故障、链路故障、节点故障。 11、车载网络系统的故障状态有三种错误激活状态、错误认可状态、总线关闭状态。 12、动力传动系统的优先权顺序为ABS单元→发动机单元→自动变速器单元 13、装有CAN-BUS系统的车辆出现故障，维修人员应首先检测汽车多路信息传输系统是否正常。 14、为了可靠地传输数据，通常将原始数据分割成一定长度的数据单元，这就是数据传输的单元，称其为帧_。 1、汽车多路信息传输系统的节点故障将导致信号干扰。 2、独立模块间数据共享的中速网络采用的是B类网络。 3、接口是为两个系统、设备或部件之间连接服务的数据流穿越的界面。 4、CAN数据总线系统由控制器、收发器、两个数据传输终端和两条数据传输线组成。 5、汽车内ECU之间与办公用微机之间的数据传输特征不尽相同，主要差别在于传输频率。 6、网关实际上是一个模块，他工作的好坏决定了不同的总线、模块和网络相互间通信的好坏。 7、接收器在电路尚未准备好或在间歇域期间检测到一个“0”时，会发送过载帧，以延迟数据的传送。 8、错误标志包括主动错误和被动错误两种类型，它们分别是由6 个连续的“显性位”和“隐性位”组成。 9、为了简化线路，提高各电控单元之间的通信速度，汽车制造商开发设计了车载网络系统。 10、在动力传动系统中，数据传递应尽可能快速，以便能及时利用数据，所以需要一个高性能的发送器。 11、一辆汽车不管有多少块电控单元，不管信息容量有多大，每块电控单元都只需引出两条导线共同接在两个节点上，这两条导线就称作数据总线，又称BUS 线。 1、光在光纤内是基于全反射的原理进行无损耗传输的。 2、奥迪LIN总线系统中唯一与CAN数据总线相连的控制单元是Lin控制单元。 3、丰田多路系统中BEAN通信采用单线传输，CAN和AVC-LAN通信采用双线传输。 4、CAN数据传输线中的两条线绞在一起，主要是为了防干扰，保证数据的正确传输。 5、在新款奥迪车型中，信息系统CAN总线通常被MOST总线代替，用来连接多媒体系统装置。 6、奥迪车系的网络管理工作模式有睡眠和唤醒两种，其中睡眠是为了降低静电流的消耗。 7、车载网络系统就是把众多的电控单元连成网络，其信号通过数据总成的形式传输，可以达到信息资源共享的目的。 8、诊断总线用于诊断系统和相应控制单元之间的信息交换，它被用来代替原来的K线或者L线的功能。 9、诊断总线用于诊断仪器和相应控制单元之间的信息交换，它被用来代替原来的K线或者L线的功能（废气处理控制器除外）。 10、POLO汽车中的燃油供给控制装置，用燃油泵继电器和燃油泵供给继电器并联来代替单个集成防撞燃油关闭装置的燃油继电器。 11、在奥迪车载网络系统中，CAN总线的信息传送通过两个逻辑状态“0”和“1”来实现的，每个逻辑状态都对应一个相应的电压值，控制单元利用两条线上的电压差来确认数据。 1、汽车上常用的网络拓扑形式为总线型网络。 2、LLC子层功能包括接收滤波、超载通知、恢复管理。 3、车载网络分为总线形网、星形网和环形网三种。 4、LAN-BUS常用的拓扑结构有3种：星型、环型、树型。 5、LAN常用的拓扑结构有3种：星形、环形、总线型/树形。
操作系统进度调度算法实验
华北科技学院计算机系综合性实验 实验报告 课程名称操作系统C 实验学期 2012 至 2013 学年第 2 学期学生所在系部计算机学院 年级 10级专业班级网络B102 学生姓名刘状学号 201007024205 任课教师杜杏菁 实验成绩 计算机系制
《操作系统C》课程综合性实验报告 开课实验室：基础六机房2013年6月3日 实验题目进程调度算法模拟 一、实验目的 通过对进程调度算法的模拟，进一步理解进程的基本概念，加深对进程运行状态和进程调度过程、调度算法的理解。 二、设备与环境 1. 硬件设备：PC机一台 2. 软件环境：安装Windows操作系统或者Linux操作系统，并安装相关的程序开发环境，如C \C++\Java 等编程语言环境。 三、实验内容 （1）用C语言（或其它语言，如Java）实现对N个进程采用某种进程调度算法（如动态优先权调度）的调度。 （2）每个用来标识进程的进程控制块PCB可用结构来描述，包括以下字段： ?进程标识数ID。 ?进程优先数PRIORITY，并规定优先数越大的进程，其优先权越高。 ?进程已占用CPU时间CPUTIME。 ?进程还需占用的CPU时间ALLTIME。当进程运行完毕时，ALLTIME变为0。 ?进程的阻塞时间STARTBLOCK，表示当进程再运行STARTBLOCK个时间片后，进程将进 入阻塞状态。 ?进程被阻塞的时间BLOCKTIME，表示已阻塞的进程再等待BLOCKTIME个时间片后，将 转换成就绪状态。 ?进程状态STATE。 ?队列指针NEXT，用来将PCB排成队列。 （3）优先数改变的原则： ?进程在就绪队列中呆一个时间片，优先数增加1。 ?进程每运行一个时间片，优先数减3。 （4）为了清楚地观察每个进程的调度过程，程序应将每个时间片内的进程的情况显示出来，包括正在运行的进程，处于就绪队列中的进程和处于阻塞队列中的进程。 （5）分析程序运行的结果，谈一下自己的认识。
自组织网络
自组织网络 求助编辑百科名片 自组织网络 移动自组织网络是一种移动通信和计算机网络相结合的网络，是移动计算机网络的一种，用户终端可以在网内随意移动而保持通信。 目录 自组织网络概述 自组织网络特点 自组织网络应用领域 展开 编辑本段自组织网络概述 移动自组织(Ad Hoc)网络是一种多跳的临时性自治系统，它的原型是美国早在1968年建立的ALOHA网络和之后于1973提出的PR(Pac ket Radio)网络。ALOHA网络需要固定的基站，网络中的每一个节点都必须和其它所有节点直接连接才能互相通信，是一种单跳网络。直到P R网络，才出现了真正意义上的多跳网络，网络中的各个节点不需要直接连接，而是能够通过中继的方式，在两个距离很远而无法直接通信的节点之间传送信息。PR网络被广泛应用于军事领域。IEEE在开发802. 11标准时，提出将PR网络改名为Ad Hoc网络，也即今天我们常说的移动自组织网络。
移动自组织网络。一方面，网络信息交换采用了计算机网络中的分组交换机制，而不是电话交换网中的电路交换机制;另一方面，用户终端是可以移动的便携式终端，如笔记本、PDA等，用户可以随时处于移动或者静止状态。无线自组网中的每个用户终端都兼有路由器和主机两种功能。作为主机，终端可以运行各种面向用户的应用程序;作为路由器，终端需要运行相应的路由协议。这种分布式控制和无中心的网络结构能够在部分通信网络遭到破坏后维持剩余的通信能力，具有很强的鲁棒性和抗毁性。 作为一种分布式网络，移动自组织网络是一种自治、多跳网络，整个网络没有固定的基础设施，能够在不能利用或者不便利用现有网络基础设施(如基站、AP)的情况下，提供终端之间的相互通信。由于终端的发射功率和无线覆盖范围有限，因此距离较远的两个终端如果要进行通信就必须借助于其它节点进行分组转发，这样节点之间构成了一种无线多跳网络。[1] 网络中的移动终端具有路由和分组转发功能，可以通过无线连接构成任意的网络拓扑。移动自组织网络既可以作为单独的网络独立工作，也可以以末端子网的形式接入现有网络，如Internet网络和蜂窝网。 编辑本段自组织网络特点 移动自组织网络能够利用移动终端的路由转发功能，在无基础设施的情况下进行通信，从而弥补了无网络通信基础设施可使用的缺陷。自组网技术为计算机支持的协同工作系统提供了一种解决途径，主要特点有：
操作系统短作业优先调度算法
课程设计 采用短作业优先调度算法调度程序 学号： 姓名： 专业： 指导老师： 日期：
目录 一、实验题目 (3) 二、课程设计的目的 (3) 三、设计内容 (3) 四、设计要求 (3) 五、主要数据结构及其说明 (4) 六、程序运行结果 (5) 七、流程图 (7) 八、源程序文件 (9) 九、实验体会 (13) 十、参考文献 (13)
摘要 在多道程序环境下，主存中有着多个进程，其数目往往多于处理机数目。这就要求系统能按某种算法，动态地把处理机分配给就绪队列中的一个进程，使之执行。分配处理机的任务是由处理机调度程序完成的。由于处理机是最重要的计算机资源，提高处理机的利用率及改善系统性能（吞吐量、响应时间），在很大程度上取决于处理机调度性能的好坏，因而，处理机调度便成为操作系统设计的中心问题之一。 在多道程序系统中，一个作业被提交后必须经过处理机调度后，方能获得处理机执行。对于批量型作业而言，通常需要经历作业调度和进程调度两个过程后方能获得处理机。作业调度是对成批进入系统的用户作业，根据作业控制块的信息，按一定的策略选取若干个作业使它们可以去获得处理器运行的一项工作。而对每个用户来说总希望自己的作业的周转时间是最小的，短作业优先（SJF）便是其中一种调度方法。本次课程设计主要是模拟短作业优先(SJF)调度算法。
一、实验题目 采用短作业优先算法的的进程调度程序 二、课程设计的目的 操作系统课程设计是计算机专业重要的教学环节，它为学生提供了一个既动手又动脑，将课本上的理论知识和实际有机的结合一起，独立分析和解决实际问题的机会。 进一步巩固和复习操作系统的基础知识。 培养学生结构化程序、模块化程序设计的方法和能力。 提高学生调试程序的技巧和软件设计的能力。 提高学生分析问题、解决问题以及综合利用C语言进行程序设计的能力。 三、设计内容 设计并实现一个采用短作业优先算的进程调度算法演示程序 四、设计要求 1. 每一个进程有一个PCB，其内容可以根据具体情况设定。 2. 进程数、进入内存时间、要求服务时间、优先级等均可以在界面上设定 3. 可读取样例数据（要求存放在外部文件中）进行进程数、进入内存时间、时间片长度、进程优先级的初始化 4. 可以在运行中显示各进程的状态：就绪、执行（由于不要求设置互斥资源与进程间同步关系，故只有两种状态） 5. 采用可视化界面，可在进程调度过程中随时暂停调度，查看当前进程的状态以及相应的阻塞队列
车载自组织网络的体系结构和通信协议研究
车载自组织网络的体系结构和通信协议研究 System Architecture and Communication Protocols in Vehicular Ad Hoc Networks 2011-05-18 作者:杨琼,沈连丰 摘要:在对车载自组织网络的特点和研究现状分析的基础上，文章给出了车载自组织网络(VANET)中多维多层的理论模型和网络体系结构，讨论了物理层技术及其相关标准以及MAC 层、网络层协议设计的重点和难点，阐述了广播协议的设计思路。 关键字:车载自组织网络；体系结构；媒体访问控制协议；路由协议 英文摘要:This paper gives a brief introduction to the characteristics and research status of vehicular ad hoc networks and presents a multilayer, multidimensional theoretical model and network architecture. It discusses techniques and standards in the PHY layer as well as challenges in designing protocols for the MAC and network layers. The design of the broadcast protocol in the MAC layer is described in detail. 英文关键字:vehicular ad hoc network; system architecture; MAC protocol; routing protocol 基金项目：国家高技术研究发展(“863”)计划(2008AA01Z205) 随着汽车工业的蓬勃发展，城市交通拥堵、道路交通事故以及恶劣天气下道路交通安全成了亟待解决的问题。作为智能交通系统(ITS)重要组成的车载自组织网络(VANET)就是在此背景下提出的，成为保障行车安全和提高交通效率的关键。VANET是将无线通信技术应用于车辆间通信的自组织网络，对于发展移动通信，提升车辆的信息化自动化程度，减少交通事故，提高道路交通安全，具有十分重要的意义。 1 车载自组织网络 1.1 车载自组织网络的特点 VANET是自组织网络的一种在交通领域支持动态、随机、多跳拓扑结构应用的特殊区域性网络，是一类特殊的移动自组织网络(MANET)[1]。文献[2]认为真正纯粹的通用目的的MANET 在现实世界中并不存在，而诸如VANET、MESH网络、机会式网络和无线传感器网络(WSN)这类具有实际应用背景的特殊移动自组织网络却获得了巨大的成功。VANET与通用目的的自组织网络相比，具有以下特点[3]： ⑴VANET中节点的拓扑结构变化快，车辆的快速移动性决定了车载自组织网络中拓扑结构的频繁改变，使得两个车辆节点之间通信链路的生存时间大大缩短。通常的解决办法是通过提高发射功率来延长链路的生存时间，但发射功率的提高、通信距离增加的同时又降低了网络的吞吐量。 ⑵快速变化的拓扑结构给建立精确的邻居节点列表带来困难，而每个节点要获取维护整个网络的全局拓扑结构变得不现实，因此基于网络拓扑结构的协议不适用于车载自组织网络。
常用的分组调度算法
[编辑本段]常用的分组调度算法 对于调度算法有两个重要的设计参数：一个是吞吐量，另一个是公平性。调度算法是数据业务系统的一个特色，目的是充分利用信道的时变特性，得到多用户分集增益，提高系统的吞吐量。吞吐量一般用小区单位时间内传输的数据量来衡量。公平性指小区所有用户是否都获得一定的服务机会，最公平的算法是所有用户享有相同的服务机会。奸的调度算法应该兼顾吞吐量和公平性，根据算法的特点，调度算法主要可分为：轮询(Round Robin， RR)算法；最大C／I算法(MaxC／1)；正比公平(Proportional Fair，PP)算法。 (1)轮询算法 在考虑公平性时，一般都把循环调度算法作为衡量的标准。这种算法循环地调用每个用户，即从调度概率上说，每个用户都以同样的概率占用服务资源(时隙、功率等)。循环调度算法每次调度时，与最大C／I算法相同，并不考虑用户以往被服务的情况，即是无记忆性方式。循环调度算法是最公平的算法，但算法的资源利用率不高，因为当某些用户的信道条件非常恶劣时也可能会得到服务，因此系统的吞吐量比较低。 图7-35给出了以时分方式使用高速下行共享信道(High Speed Downlink Share CHannel， HS-DSCH)信道的一种可能的资源分配方式。从图中可以看出，尽管UEl和UE2的信道环境不同(与基站的距离不同)，但是分配了相同的信道使用时间给UEl和UE2。 (2)最大C／I算法 最大C／I算法在选择传输用户时，只选择最大载干比C／I的用户，即让信道条件最好的用户占用资源传输数据，当该用户信道变差后，再选择其他信道最好的用户。基站始终为该传输时刻信道条件最好的用户服务。 最大C／I算法获取的吞吐量是吞吐量的极限值，但在移动通信中，用户所处的位置不同，其所接收的信号强度不一样，最大C／I算法必然照顾了离基站近、信道好的用户，而其他离基站较远的用户则无法得到服务，基站的服务覆盖范围非常小。这种调度算法是最不公平的。 图7-36给出了以时分方式使用HS-DSCH信道的一种可能的资源分配方式。该图假定了服务过程中UEl的信道条件始终好于UE2。从图中可以看出，只有当信道条件较好的UEI缓冲区数据全部传输完毕，系统才调度UE2服务。
车载网络系统
随着汽车技术日新月异的发展，以及电子技术和控制技术在汽车上的大量应用，汽车上采用的电子控制模块越来越多。由原来的几块发展到现在的几十块，显然传统的数据传输方式已不能满足模块间数据传输的要求。新型汽车的控制系统中采用了一种新型的数据传输网络，英文缩写为CAN(ControllerAreaNetwork)，其目的是使汽车控制系统的数据传输实现高速化，并使汽车控制系统简单化。新型大众POLO乘用车即采用了这种局城网络控制系统。 一、CAN数据传输系统的组成与工作原理 CAN数据传输系统将传统的多线传输系统改变为双线(总线)传输系统（如图1所示）。这样一辆汽车不论有多少控制模块，也不管其信息容量有多大，每个控制模块都只需引出两条线接在两个节点上，这两条导线称为数据总线。数据总线好比一条信息高速公路，信息通过在高速公路上行驶的BUS来传递，所以CAN数据传输系统又称为CAN-BUS。 1.CAN数据传输系统的组成 CAN数据传输系统中的每个控制单元内部都含有一个CAN控制器和一个CAN收发器。
每个控制单元之间都通过两条数据总线连接。在数据总线两端都装有数据传输终端。由此不难看出，CAN数据传输系统由以下四部分组成： ⑴CAN控制器 CAN控制器的作用是接收控制单元中微处理器发出的数据，处理数据并传给CAN收发器。同时，CAN控制器也接收CAN收发器收到的数据，处理数据并传给微处理器。 ⑵CAN收发器 CAN收发器是一个发送器和接收器的结合，它将CAN控制器提供的数据转化为电信号并通过数据总线发送出去；同时，它也接收CAN总线数据，并将数据传输给CAN控制器。 ⑶数据传输终端 数据传输终端实际上是一个电阻器，其作用是保护数据，避免数据传输到终端被反射回来而产生反射波。 ⑷CAN数据总线 CAN数据总线是传输数据的双向数据线，分为高位数据线和低位数据线。为了防止外界电磁波干扰和向外幅射，CAN数据总线通常缠绕在一起。这两条线上的电位和是恒定的，如果一条线上的电压是5V，则另一条线上的电压为0。 2.CAN数据传输系统的工作原理 控制单元向CAN控制器提供需要发送的数据，这种数据由二进制数构成，即“0”或“1”，“1”表示电路接通，“0”则表示断开。也就是说1位数字可表示2种状态，2位数则可表示4种状态；3位数可表示8种状态，依此类推，最大的数据是64位，它可表示的信息量为2的64次方，等于1.8乘以10的19次方。用数字表达温度信息的实例见表1。
调度算法
2015年10月21日
实验一 进程调度 1.实验目的： 通过对进程调度算法的模拟，进一步理解进程的基本概念，加深对进程运行状态和进程调度过程、调度算法的理解。 2.实验内容： （1）用C 语言（或其它语言，如Java ）实现对N 个进程采用某种进程调度算法（如先来先服务调度、短作业优先调度、优先权调度、时间片轮转调度、多级反馈队列调度）的调度。 （2）为了清楚地观察每个进程的调度过程，程序应将每个进程的被调度情况显示出来。 （3）分析程序运行的结果，谈一下自己的收获。 3.设计实现： 1）流程图 主流程图： choice!=1&&choice!=2 c hoice==2 c hoice==1 Y N 开 始 初始化参数 输入函数 输入chioce FCFS SJF 输入有误，请重新输入！ 是否继续？ 结束
输入函数流程图： 请输入进程个数：Num N Y i=0 N i=0 N 先来先服务流程图： i=0 N Y N Y 开始 Num>0&&Num<=100 i 短作业优先算法流程图： i =0 N i = 0 开始 计算第一次NowTime 和第一个进程的完成时间 输出 i 经典调度算法的实现 学院： 专业： 姓名： 学号： 指导老师： 2014-3-18 目录 一、课设简介 (3) 1. 课程设计题目 (3) 2. 课程设计目的 (3) 3. 课程设计的内容 (3) 4. 课程设计要求 (3) 二、原理分析 (4) 1. 先来先服务算法介绍与分析 (4) 2. 短作业优先算法介绍与分析 (4) 3. 高响应比优先调度算法介绍与分析 (4) 4. 流程图 (5) 三、主要功能模块 (7) 1. 先来先服务算法实现代码 (7) 2. 短作业优先算法实现代码 (8) 3. 高响应比优先调度算法实现代码 (8) 四、测试与运行结果 (9) 1. 主界面 (9) 2. 先来先服务算法测试 (10) 3. 短作业优先算法测试 (11) 4. 高响应比优先调度算法测试 (13) 五、总结 (16) 六、参考文献 (16) 七、附录 (16) 一、课设简介 1.课程设计题目 经典调度算法的实现 2.课程设计目的 操作系统课程设计是计算机专业重要的教学环节，它为学生提供了一个既动手又动脑，将课本上的理论知识和实际有机的结合起来，独立分析和解决实际问题的机会。 ●进一步巩固和复习操作系统的基础知识。 ●培养学生结构化程序、模块化程序设计的方法和能力。 ●提高学生调试程序的技巧和软件设计的能力。 ●提高学生分析问题、解决问题以及综合利用 C 语言进行程序设计的能力。 3.课程设计的内容 实现以下几种调度算法 1 FCFS 2 SJF 3 高响应比优先调度算法。 4.课程设计要求 1．不同的功能使用不同的函数实现（模块化），对每个函数的功能和调用接口要注释清楚。对程序其它部分也进行必要的注释。 2．对系统进行功能模块分析、画出总流程图和各模块流程图。 3．用户界面要求使用方便、简洁明了、美观大方、格式统一。所有功能可以反复使用，最好使用菜单。 4．通过命令行相应选项能直接进入某个相应菜单选项的功能模块。 5．所有程序需调试通过。 移动自组织通信网络技术概况及未来前景 石晶林 摘要 本文对移动自组织网络技术的概念、特征和应用进行了介绍，重点分析了目前无线移动自组织网络的关键技术研究热点，与现有通信网的融合及其技术的实现等，同时对自组织网络的前景进行了简单预测。 关键词：自组织网络，路由方法，安全，前景 1 引言 移动自组织网络(Mobile Ad Hoc Network: MANET)出现之初指的是一种小型无线局域网。这种小型局域网的节点之间不需要经过基站或其它管理控制设备就可以直接实现点对点的通信。而且当两个通信节点之间由于功率或其它原因导致无法实现链路直接连接时，网内其它节点可以帮助中继信号，以实现网络内各节点的相互通信。由于无线节点是在随时移动着的，因此这种网络的拓扑结构也是动态变化的。它们之间的通信模式也就无法直接照搬目前有基础设施的通信网的通信模式，至少在寻址模式上是如此。具体说来，无基础设施需求的MANET有着下面一些主要特征： 分布式自组管理与控制； 物理通信链路是带宽受约束的无线链路； 物理拓扑动态变化； 功耗是重要的约束条件（由于无线移动）； 物理安全性有限（无线信道的开放性造成）。 2001年以前，Ad Hoc还只是一个在很少一部分实验室里讨论的概念。但3年后的现在，自组织网络Ad Hoc已成了从事无线通信技术研究开发的人不得不去了解的技术 — 因为MANET已被认为是未来移动通信技术的核心组成部分之一，甚至于有不少人认为自组织网络的思想将会把所有我们能想到的网络组合在一起，从而实现世界通信网络的大统一。为什么就在短短的两三年内 Ad Hoc会流行起来呢，下面两点是主要原因： 技术进步使其具有了可实现性: 0各种各样的终端实现交互连接与通信是一种无法逆转的潮流； 0无线通信技术的发展及其与微电子技术的结合使得无线通信设备性价比大大提高，并使其成了一种日用消费品； 0人们想实现的无处不在、无时不在的通信梦想驱动着对它的研究； 市场需求是其发展的巨大动力: 0民用市场中的移动计算需求、网格、可穿戴计算、灾难救助等需要自组织网络技术； 0军事战争的需要，自组织网络技术一经提出就在军事领域得到重大应用。 作为移动通信的一种基本组网模式，移动 Ad Hoc网络与传统的蜂窝技术的根本区别在于移动节点之间的通信是在没有固定基础设施(例如基站或路由器)支持的条件下进行的。系统支持动态配置和动态流控，所有网络协议也都是分布式的。由于这类网络的组织和控制并不依赖于某些重要的节点，所以它们允许节点发生故障、离开网络或加入网络。也就是说每一个移动节点可以根据自己的需要在整个网络内随意移动，而无须考虑如何维护与其他实体的通信连接。因此具备动态搜索、定位和恢复连接能力是这类网络得以实现的基本要求。也正是由于这些原因，自组织网络的设计实现十分困难。现在用于固网的很多通信机制都无法用于 Ad Hoc网络中。本文就目前自组织网络技术方方面面的研究挑战进行介绍，对自组织网络的未来前景与应用进行了简单分析。 2 移动自组织网络的研究挑战 移动自组织网络的研究主要集中在组网理论、路由算法、接入控制、安全管理等方面。下面我们简单的进行说明。 车载自组织网络MAC层协议的研究 人们可以明显感受到信息化给生活带来的变化，从功能手机的少 量使用到智能手机的普及，从低速家庭宽带到千兆光纤的应用等等都充分说明了我们生活的信息化程度在不断的提高。 在中国，随着国家生产力的升级，人们的生活水平也不断的提高，越来越多人选择购买汽车作为交通工具。 据相关数据显示，我国汽车的生产量和销售量在xx年已经超越美国成为全球最大的汽车生产国和销售国；此外，最新数据显示我国汽车还在逐年的增加并已突破2000万辆。 随着中国汽车的迅速增长，中国将面临交通拥堵、道路拥挤以及 车辆停放管理等问题；此外,随着中国高速公路不断扩张，高速公路 上汽车的交通安全管理、车辆车速的监测以及计费系统等的需求不断提高；另一方面，随着汽车的不断普及，人们对行车环境、车内应用服务的要求越来越高；这些问题使得车辆无线交通系统研发更加迫切。 车载自组织网络（Vehicular AdHoc Networks，VANET）概念应运而生，车载自组织网络作为车辆无线通信系统的主要组成部分，主要为车辆提供道路安全信息、电子收费、车内娱乐应用以及一些以智能交通[1]有关的服务。 xx年，美国制定了IEEE802.11p[2]协议标准和IEEE1609协议族 标准，这为车载自组织网络的进一步应用提供了理论基础。 车载自组织网络是以车辆为中心，通过车辆与其他车辆或路边设 施进行通信的一种移动自组织网络。 它具有网络拓扑变化快，车辆移动速度快以及信息交互时间短等特有的属性。 车载自组织网络的运用将使交通管理等问题迎刃而解。 车载自组织网络带来巨大的变革同样使得交通信息的传递更加迅速和方便同时也减少了交通事故的发生，因此，它对社会的发展以及科学理论的研究都具有重大的意义。 1.2国内外研究现状车载自组织网络的提出刚好可以满足车辆带来的大多数问题。 但是由于车辆高速移动特征，使得以车辆为中心的车载自组织网络的网络拓扑变化迅速，而网络拓扑的快速变化又导致车载自组织网络对网络时延有较高的要求。 这些特点决定了传统的移动自组织网络的协议标准并不适用于车载自组织网络。 目前，对车载自组织网络的研究主要分为三大阵营美国、欧盟和日本。 它们在这方面都有较为深入的研究。 在车载自组织网络的研究，日本比较早就参与其中，它先后组织了开发了多个车辆智能系统，并联合多个生产商进行测试。 另外，日本还专门成立道路交通信息通信系统车载自组织网络MAC 层协议的研究2(VICS)[3]中心用于研究和系统的现实测试使用。 日本在这方面的研究一直处于国际领先水平。 LTE资源调度及其算法的比较 摘要：首先，本文讲述了LTE系统的基本内容，然后，文本对各类算法进行介绍和比较。最后，本文汇总了一些调度在实际应用中碰到的问题，提出对于此类问题的一些可能解决办法。 关键词：LTE；资源分配；调度算法；Qos 中图分类号：TN929.5 文献标识码：A 文章编号：1674-7712 （2015）02-0000-02 一、LTE概述目前国内外的LTE商用正如火如荼的进行，更快的移动宽带体验使我们离移动互联网更近 相比目前各个第三代移动通信系统，LTE具有如下主要技术特点[1]：提高通信速率和频谱效率，系统的最大带宽为20MHZ，在这样的带宽下，下行峰值速率为150Mb/s，上行峰值速率为50Mb/s；除了20MHz的最大带宽外，还能够支持1.5MHz、3MHz、5MHz、10MHz和15MHz等系统带宽，以及“成对”和“非成对”频段的部署，以保证未来在系统部署上的灵活。LTE-A更支持多载波聚合，达到更高的速率。 另外LTE要求在满足高速目标外尽可能平滑地实现技 术进步，所以要求新的无线接入技术必须与现有的3G无线接入技术并存，并且能与现有无线网络以及其替代版本兼容[2]。 二、LTE调度算法 （一）最大载干比调度算法 最大载干（Maximum Carrier to Interference，Max C/I）调度算法是一种典型的利用“多用户分集”的效果来实现最大化系统吞吐量的调度算法。其基本思想是完全根据用户信道质量的好坏来进行调度，不考虑用户的数据量请求大小，也不考虑用户的队列信息，在每一调度时刻，总是服务于信道质量最好的用户。该算法可获得最大的系统吞吐量，所得到的系统容量可以作为其他调度算法的上界。 （二）轮循算法 轮循算法（RR，Round Robin）是一种最简单、最公平的调度算法。其主要的思想是，以牺牲吞吐量为代价，公平地为系统内的每个用户提供资源，尽量保证能以相等的机会分配相同大小的资源给系统中的每个用户，而不考虑总吞吐量应该尽量大。 （三）公平算法 公平调度算法（PF，Proportional Fair）兼顾用户的公平性和系统的吞吐量。由于它结合了轮询调度算法和最大载干比调度算法的优点，所以已经成为无线通信系统中的一个最流行调度算法。该算法的主要缺点是没有考虑不同业务的QoS要求，特别是时延要求。 （四）最早到期优先算法 一、设计目的 通过CPU调度相关算法的实现，了解CPU调度的相关知识，通过实现CPU调度算法，理解CPU的管理，以及不同的CPU调度算法实现过程。体会算法的重要性。 二、设计要求 1、编写算法，实现FCFS、非抢占SJF、可抢占优先权调度 2、针对模拟进程，利用CPU调度算法进行调度 3、进行算法评估，计算平均周转时间和平均等待时间 4、调度所需的进程参数由输入产生（手工输入或者随机数产生） 5、输出调度结果 6、输出算法评价指标 三、设计说明 1、采用数组、指针 2、FCFS 先来先服务调度算法是一种最简单的调度算法，当作业调度中采用该算法时，每次调度都是从后备作业队列中选择一个最先进入该队列的作业 3、非抢占SJF 短作业优先调度算法，是指对短作业有限调度算法。是从后备队列中选择一个估计运行时间最短的作业将他们调入内存。 4、可抢占优先权调度 在这种方式下，系统把处理机分配给优先权最高的进程，使之执行。但在其执行期间，只要出现另一个其优先权更高的进程，进程调度程序就立即停止当前进程（原优先权最高的进程）的执行，重新将处理及分配给新到的优先权最高的进程。 四、程序流程图。 1、可抢占优先权调度算法 2、FCFS 3、非抢占SJF 五、程序部分 1、FCFS #include Ad hoc网是一种多跳的、无中心的、自组织无线网络，又称为多跳网（Multi-hop Network）、无基础设施网（Infrastructureless Network）或自组织网（Self-or-ganizing Network）。整个网络没有固定的基础设施，每个节点都是移动的，并且都能以任意方式动态地保持与其它节点的联系。在这种网络中，由于终端无线覆盖取值范围的有限性，两个无法直接进行通信的用户终端可以借助其它节点进行分组转发。每一个节点同时是一个路由器，它们能完成发现以及维持到其它节点路由的功能。 节点的单跳通信范围只有几百米到一千米，每一个节点（车辆）不仅是一个收发器，同时还是一个路由器，因此采用多跳的方式把数据转发给更远的车辆。 在电子检查中，短距离通信技术（DSRC）用于区分车辆，存储和转发其他检测数据。DSRC技术用于提供移动车辆和路边设备之间的数据通信，以供电子检查机制处理。DSRC是通过装在车顶部的转发器与安装在路边的读取器和天线互相通信实现的。转发器要包含车辆ID信息。转发器有声音和图像指示，用于给驾驶员提供信号。 可以看到，卫星通信系统分别为车载自组网提供全球定位服务（GPS，global positioning system）和数字多媒体服务（DMB，digital multimedia broad—casting）。车与车通信使车辆之间能够通过多跳的方式进行自动互联，这好比车与车之间能够像人一样互相交谈，起到提高车辆运行的安全和疏导交通流量等作用。 车载自组网除了可以单独组网实现局部的通信外，还可以通过路灯、加油站等作为接入点的网关（gateway），连接到其他的固定或移动通信网络上，提供更为丰富的娱乐、车内办公等服务。 车载自组网在交通运输中出现，将会扩展司机的视野与车载部件的功能，从而提高道路交通的安全与高效。典型的应用包括：行驶安全预警，利用车辆间相互交换状态信息，通过车载自组网提前通告给司机，建议司机根据情况作出及时、适当的驾驶行为，这便有效的提升了司机的注意力，提高驾驶的安全性；协助驾驶，帮助驾驶员快速、安全的通过“盲区”，例如在高速路出／入口或交通十字路口处的车辆协调通行；分布式交通信息发布，改变传统的基于中心式网络结构的交通信息发布形式，车辆从车载自组网中获取实时交通信息，提高路况信息的实时性，例如，综合出与自身相关的车流量状况，更新电子地图以便更高效地决定路径规划；基于通信的纵向车辆控制，通过车载自组网，车辆能根据尾随车辆和更多前边视线范围外的车辆相互协同行驶，这样能够自动形成一个更为和谐的车辆行驶队列，避免更多的交通事故。 路边检查站的工作流程图： 车辆信息交互中心用于存储和交换安全数据和证件数据。在车辆管理系统中，需要实现各省市间快照信息的交换 ①表示通过DSRC辨认转发器信息、车辆信息；②表示在电子检查时检查“快照”信息；③表示通过转发器通知驾驶员。 负载均衡建立在现有网络结构之上，扩展了网络设备和服务器的带宽、增加了吞吐量，同时提升了网络的数据处理能力、灵活性和可用性，具有低成本且有效透明的优点。负载均衡在应用模式上可分为服务器负载均衡和链路负载均衡（含全局负载均衡），继上期介绍服务器负载均衡之后，本文重点谈链路负载均衡。 1 多链路部署后引发的问题 许多企业都意识到单条互联网出口链路带来的问题：链路一旦中断，内部员工将无法访问互联网，分支机构VPN中断，网站邮箱均无法对外服务。因此许多企业会部署多条运营商链路来解决单出口的不可靠。在单链路时代，出口一般会部署路由器或防火墙，部署多链路后，将多链路直接连接到路由器或防火墙上是否可以？ 这种组网情况，一般在路由器或防火墙上将内网用户outbound（注：outbound 一般指的是内网访问互联网，inbound指的是互联网用户访问内网的业务系统，下同。）流量通过策略路由方式发送到指定链路，这是种静态的方式，如在高校网络出口，ISP1分配给教师用户使用，ISP2分配给学生使用，到晚上学生上网高峰期ISP2成为流量瓶颈时，ISP1却是空闲的。 出口的设备在outbound方向，要将内部访问外网报文送到健康可用的链路上，健康可用不仅仅是端口UP或下一条路由可达，还需要对指定的IP地址做动态探测。 当部署多条链路后，对外提供的业务系统（如网站等）会对不同的ISP发布不同的公网IP地址。当外网用户首次访问网站系统时，如何响应外部用户的DNS域名请求，也是路由器或防火墙遇到的新问题。 当外网用户访问内部的业务系统时，需保证响应报文从原路返回，否则可能会出现访问速度奇慢甚至无法访问。 以上这些是当前出口路由器或防火墙遇到的新问题，可通过出口链路负载均衡来解决上述问题。 2 链路负载均衡核心功能介绍 1) 出口链路健康探测 所谓健康检测，就是负载均衡设备定期对链路服务状态进行探测，收集相应信息，及时隔离工作异常的链路。健康检测的结果除标识链路能否工作外，还可以统计出链路的响应时间，作为选择链路的依据。负载均衡技术支持丰富的健康性检测方法，可以有效地探测和检查链路的运行状态。 关于处理机调度算法 《操作系统》教材中，介绍了常用的作业调度算法和进程调度算法。其中先来先服务法（FCFS）和优先级法对作业调度和进程调度都适用，时间片轮转法（RR）适用于进程调度。此外，还介绍了其他调度算法，如短作业优先法、最短剩余时间优先法、多级队列法和多级反馈队列法，这4个算法不是课程的重点内容，不作为考核要求。 需要指出的是：（1）在作业调度和进程调度中同时出现的算法，如FCFS、优先级法，其使用原理是基本相同的；（2）作业调度算法和进程调度算法应严格与存储管理中的“请求淘汰换页算法”相区别，注意不要混淆。 下面，结合具体的例题，详解调度算法： 1. 先来先服务法（FCFS） 算法描述：每次调度时，从后备作业队列或就绪队列中选择一个最先进入该队列的作业或进程。 【例1】下表给出作业l，2，3的到达时间和运行时间。采用先来先服务调度算法，试问作业调度的次序和平均周转时间各为多少？（时间单位：小时，以十进制进行计算。） 分析解题关键是要根据系统采用的调度算法，弄清系统中各道作业随时间的推进情况。我们可以用一个作业执行时间图来形象地表示作业的执行情况，帮助我们理解此题。 先来先服务调度算法是按照作业到达的先后次序挑选作业，先进入的作业优先被挑选。即按照“排队买票”的办法，依次选择作业。其作业执行时间图如下： 或者简化为下图： 作业1 作业2 作业3 | | | | 时间 0 8 12 13 由于作业1，2，3是依次到来的，所以刚开始时系统中只有作业1，于是作业1被选中。在8.0时刻，作业1运行完成，这时作业2和作业3已经到达，都在系统中等待调度，按照先来先服务法的规定，每次调度最先进入就绪队列中的作业，由于作业2比作业3先到达，于是作业2被优先选中运行。待作业2运行完毕，最后运行作业3。因此，作业调度的次序经典调度算法的实现
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