Linux内核进程调度算法的分析、研究与改进

Linux内核进程调度算法的分析、研究与改进

论文摘要

本文分析了Linux2.6内核源代码,研究了内核的主要数据结构、进程调度原理及O(n)算法。在分析Linux2.6内核源代码的过程中发现了Linux2.6内核进程调度系统在实时应用设计上存在的缺陷。针对Linux2.6设计缺陷和调度算法上的不足之处,本文改进了Linux2.6内核调算法,修改了内核中和调度有关的数据结构,并将Linux2.6内核调度算法的时间复杂度从O(n)级改进到O(1)级。分析了实时调度的原理和主要算法,从硬件和软件两个方面提出了可行的实施性方案,以满足Linux在实时方面的应用。最后通过实验测试得到的数据证明了改进后的内核进程调度使系统负载更加均衡。

论文目录

  • 中文摘要
  • ABSTRACT
  • 第1章 绪论
  • 1.1 课题研究的背景与意义
  • 1.2 国内外研究现状
  • 1.3 目前存在的问题
  • 1.4 本文的主要贡献和论文结构
  • 第2章 基础知识
  • 2.1 LINUX 的起源
  • 2.1.1 UNIX 系统的出现
  • 2.1.2 个人操作系统Windows 的出现
  • 2.1.3 自由软件的兴起
  • 2.1.4 Linux 的出现
  • 2.2 LINUX 的版本
  • 2.2.1 Linux 的内核版本
  • 2.2.2 Linux 的发行版本
  • 2.3 进程的基本概念
  • 第3章 内核进程调度算法的分析与研究
  • 3.1 内核重要数据结构
  • 3.1.1 就绪队列struct-runqueue
  • struct'>3.1.2 taskstruct
  • 3.1.3 调度函数schedule()
  • 3.2 进程调度算法
  • 3.2.1 Linux 的进程调度原理
  • 3.2.2 Linux2.6 内核进程调度系统的缺陷
  • 3.3 O(N)算法
  • 3.4 实时进程
  • 3.4.1 实时系统的调度
  • 3.4.2 实时调度的算法研究
  • 第4章 内核进程调度算法的改进
  • 4.1 调度策略的改进
  • 4.1.1 调度器工作流程
  • 4.1.2 时间片的计算
  • 4.1.3 动态优先级的计算
  • 4.1.4 负载均衡
  • 4.2 调度算法的改进
  • 4.2.1 原进程调度算法的局限性
  • 4.2.2 改进的Linux 调度算法
  • 4.2.3 优先级算法
  • 4.3 O(1)算法的实现
  • 4.4 内核数据结构的改进
  • 4.5 LINUX 在实时应用中的改进
  • 第5章 测试
  • 5.1 测试环境
  • 5.2 HACKBENCH 测试
  • 5.3 回归测试
  • 第6章 结论
  • 参考文献
  • 致谢
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