实验三 进程调度模拟程序

专业：物联网工程   姓名：王鸾  学号：201306104128

一、 实验目的和要求

目的：

用高级语言完成一个进程调度程序，以加深对进程的概念及进程调度算法的理解。

实验要求

设计一个有 N（N不小于5）个进程并发执行的进程调度模拟程序。

进程调度算法：“时间片轮转法”调度算法对N个进程进行调度。

二、实验内容

完成两个算法(简单时间片轮转法、多级反馈队列调度算法)的设计、编码和调试工作，完成实验报告。

1) 每个进程有一个进程控制块（PCB）表示。进程控制块包含如下信息：进程名、优先级、到达时间、需要运行时间、已用CPU时间、进程状态等等。

2) 每个进程的状态可以是就绪 r（ready）、运行R（Running）、或完成F（Finished）三种状态之一。

3) 就绪进程获得 CPU后都只能运行一个时间片。用已占用CPU时间加1来表示。

4) 如果运行一个时间片后，进程的已占用 CPU时间已达到所需要的运行时间，则撤消该进程，如果运行一个时间片后进程的已占用CPU时间还未达所需要的运行时间，也就是进程还需要继续运行，应把它插入就绪队列等待下一次调度。

5) 每进行一次调度,程序都打印一次运行进程、就绪队列中各个进程的 PCB，以便进行检查。 　　

6) 重复以上过程，直到所要进程都完成为止。

三、实验原理及核心算法：

“轮转法”有简单轮转法、多级反馈队列调度算法。

(1). 简单轮转法的基本思想是：

所有就绪进程按 FCFS排成一个队列，总是把处理机分配给队首的进程，各进程占用CPU的时间片长度相同。如果运行进程用完它的时间片后还未完成，就把它送回到就绪队列的末尾，把处理机重新分配给队首的进程。直至所有的进程运行完毕。

(2). 多级反馈队列调度算法的基本思想是：

将就绪队列分为N级（N＝3～5），每个就绪队列优先数不同并且分配给不同的时间片：队列级别越高，优先数越低，时间片越长；级别越小，优先数越高，时间片越短。

系统从第一级调度，当第一级为空时，系统转向第二级队列，.....当处于运行态的进程用完一个时间片，若未完成则放弃CPU，进入下一级队列。

当进程第一次就绪时，进入第一级队列。

四、实验环境

自主选择实验环境。可以选用Turbo C作为开发环境。也可以选用Windows下的可视化环境，利用各种控件较为方便。

五、实验方法、步骤及结果测试

1.源程序名：压缩包文件（rar或zip）中源程序名 hm.c

可执行程序名：hm.exe

2.原理分析及流程图

3.主要程序段及其解释：

#include<stdio.h>

#include<string.h>

#include<conio.h>

#include<stdlib.h>

int i,k,num,m,n;

#define N 25

struct JCB{

char name[10];      //进程名

float AT;           //到达时间

float RT;           //运行时间

float S;            //开始时间

float F;            //完成时刻

float CT;     //已用CPU时间

char status[25];       //状态

float p;            //优先级

}jcb[N],temp;

void input()                //用户输入模块

{

int i;

do{

printf("\n请输入作业数(3-24):");

scanf("%d",&num);

printf("\n");

if(num<3||num>24)

{

printf("输入错误，请重新输入！\n");

}

}

while(num<3||num>24);

for(i=0;i<num;i++)

{

strcpy(jcb[i].status,"r");   //在调度之前所有的进程的状态都是等待

printf("第%d个作业名:",i+1);

scanf("%s",&jcb[i].name);

printf("\n提交时间:");

scanf("%f",&jcb[i].AT);

printf("\n运行时间:");

scanf("%f",&jcb[i].RT);

printf("\n");

}

}

void output()             //输出模块

{

printf("*************************************\n");

printf(" 作业名 到达时间 运行时间 已用CPU时间\n");

for(i=0;i<num;i++)

{

printf("   %-9s%-9.0f%-9.0f%-10.0f%\n",jcb[i].name,jcb[i].AT,jcb[i].RT,jcb[i].CT);

}

printf("*************************************\n");

}

void simple()     //简单轮转法

{

int time=1,m=0,ge=0;     //time代表时间

int i,j;

int a[25];

while(1)

{

for(j=0;j<num;j++)

{

if(jcb[j].AT>=time)//判断当时有多少作业到达

{

a[m]=j;

m++;

}

}

for(i=0;i<m;i++)      //每m个为一个循环

{

if(strcmp(jcb[a[i]].status,"f")==0) continue;//已调度完毕的则不需要再调度

else jcb[a[i]].CT++;             //CPU时间加一

if(jcb[a[i]].CT==jcb[a[i]].RT)  //如果该进程的使用CPU时间等于运行时间，则它的状态为完成。

strcpy(jcb[a[i]].status,"f");

time++;

output();

}

for(i=0;i<num;i++)     //判断是否所有调度都完成 是则退出while

{

if(strcmp(jcb[a[i]].status,"f")==0) ge++;

if(ge==num) break;

}

if(ge==num) break;

}

}

main()

{

int n;

do{

input();

printf("进程调度模拟程序\n");

printf("0:exit退出\n\n");

scanf("%d",&n);

printf("\n");

if(n==0) continue;

else simple();

}

while(n!=0);

}

4.运行结果及分析

5.总结

本次实验程序中，刚开始遇到一些问题，如CPU已用时间算法，后来查阅网上资料和询问同学得到解决。