实验三进程调度模拟程序

专业:商软2班   姓名:韩麒麟 学号:201406114253

一.    目的和要求

1.1.           实验目的

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。

1.2.           实验要求

1.2.1例题:设计一个有 N个进程并发执行的进程调度模拟程序。

进程调度算法:采用最高优先级优先的调度算法(即把处理机分配给优先级最高的进程)和先来先服务(若优先级相同)算法。

(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).  进程的优先级及需要的运行时间可以事先人为地指定,进程的运行时间以时间片为单位进行计算。

(3).  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。

(4).  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。

(5).  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,此时应将进程的优先数减1(即降低一级),然后把它插入就绪队列等待调度。

(6).  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。   

(7).  重复以上过程,直到所要进程都完成为止。

思考:作业调度与进程调度的不同?

1.2.2实验题A:编写并调试一个模拟的进程调度程序,采用“最高优先数优先”调度算法对N(N不小于5)个进程进行调度。

“最高优先级优先”调度算法的基本思想是把CPU分配给就绪队列中优先数最高的进程。

(1). 静态优先数是在创建进程时确定的,并在整个进程运行期间不再改变。

(2). 动态优先数是指进程的优先数在创建进程时可以给定一个初始值,并且可以按一定规则修改优先数。例如:在进程获得一次CPU后就将其优先数减少1,并且进程等待的时间超过某一时限(2个时间片时间)时增加其优先数等。

(3). (**)进程的优先数及需要的运行时间可以事先人为地指定,(也可以由随机数产生)。

(4). (**)在进行模拟调度过程可以创建(增加)进程,其到达时间为进程输入的时间。

0.

1.2.3实验题B:编写并调试一个模拟的进程调度程序,采用“基于时间片轮转法”调度算法对N(N不小于5)个进程进行调度。 “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。(此调度算法是否有优先级?)

(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。

(3). (**)考虑进程的阻塞状态B(Blocked)增加阻塞队列。进程的是否阻塞和阻塞的时间由产生的“随机数”确定(阻塞的频率和时间长度要较为合理)。注意进程只有处于运行状态才可能转换成阻塞状态,进程只有处于就绪状态才可以转换成运行状态。

二.    实验内容

根据指定的实验课题:A(1),A(2),B(1)和B(2)

完成设计、编码和调试工作,完成实验报告。

注:带**号的条目表示选做内容。

三、        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rjl.c

可执行程序名:rjl.exe

2.      原理分析及流程图

主要总体设计问题。

(包括存储结构,主要算法,关键函数的实现等)

存储结构:

struct pcb

{

/* 定义进程控制块PCB */   

char name[10];   //进程名称   

char status;       //进程状态   

int prio;            //进程优先级   

int ntime;         //进程需要运行的时间   

int rtime;         //已经运行的时间   

struct pcb* link;

}*ready=NULL,*p;

typedef struct pcb PCB;

主要算法:

动态优先数(优先数只减不加):

/*Name:   procNQue.c          进程调度模拟实验源码    存储结构链表Description: 实现一个有 N级队列的多级反馈队列调度算法。
1.该程序实现了多少级?       3级
2.每个级别的优先数是多少?   1,2,3
*/
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <conio.h>
#define getpch(type) (type*)malloc(sizeof(type))
#define N 3
struct pcb { /* 定义进程控制块PCB */ char name[10]; char status; int prio; int ntime; int rtime; struct pcb* link;
}*ready=NULL,*p; typedef struct pcb PCB; int flag = 0;void sort() /* 进程进行优先级排列函数*/
{ PCB *first, *second; int insert=0; if((ready==NULL)||((p->prio)>(ready->prio))) /*优先级最大者,插入队首*/ { p->link=ready; ready=p; } else /* 进程比较优先级,插入适当的位置中*/ { first=ready; second=first->link; while(second!=NULL) { if((p->prio)>(second->prio)) /*若插入进程比当前进程优先数大,*/ { /*插入到当前进程前面*/ p->link=second; first->link=p; second=NULL; insert=1; } else /* 插入进程优先数最低,则插入到队尾*/ { first=first->link; second=second->link; } } if(insert==0) first->link=p; }
} void input() /* 建立进程控制块函数*/
{ int i,num; /*clrscr();  */   /*清屏*/printf("\n请输入进程数?"); scanf("%d",&num); for(i=0;i<num;i++) { printf("\n进程号No.%d:\n",i); p=getpch(PCB);  /*宏(type*)malloc(sizeof(type)) */printf("输入进程名:"); scanf("%s",p->name); printf("输入进程优先数:"); scanf("%d",&p->prio);//   p->prio=N;printf("输入进程运行时间:"); scanf("%d",&p->ntime); printf("\n"); p->rtime=0;p->status='r'; p->link=NULL;sort(); /* 调用sort函数*/ } } int space() //该函数的作用?
{ int l=0; PCB* pr=ready; while(pr!=NULL) { l++; pr=pr->link; } return(l);
} void disp(PCB * pr) /*单个进程显示函数*/
{ printf("|%s\t",pr->name); printf("|%c\t",pr->status); printf("|%d\t",pr->prio); printf("|%d\t",pr->ntime); printf("|%d\t",pr->rtime); printf("\n");
} void printbyprio(int prio)
{PCB* pr; pr=ready; printf("\n ****当前第%d级队列(优先数为%d)的就绪进程有:\n",(N+1)-prio,prio); /*显示就绪队列状态*/ printf("\n qname \tstatus\t prio \tndtime\t runtime \n"); while(pr!=NULL) { if (pr->prio==prio) disp(pr); pr=pr->link; }
}
void printRR()
{PCB* pr; pr=ready; printf("\n ****就绪进程有:\n"); /*显示就绪队列状态*/ printf("\n qname \tstatus\t prio \tndtime\t runtime \n"); while(pr!=NULL) { disp(pr);pr=pr->link; }
}void check() /* 显示所有进程状态函数 */
{ PCB* pr; int i;printf("\n /\\/\\/\\/\\当前正在运行的进程是:%s",p->name); /*显示当前运行进程*/ printf("\n qname \tstatus\t prio \tndtime\t runtime \n"); disp(p); printf("\n 当前就绪队列状态为:\n"); /*显示就绪队列状态*/ for(i=N;i>=1;i--){if(flag != 1){printRR();return ;}elseprintbyprio(i);}/*while(pr!=NULL) { disp(pr); pr=pr->link; } */
} void destroy() /*进程撤消函数(进程运行结束,撤消进程)*/
{ printf("\n 进程 [%s] 已完成.\n",p->name); free(p);
} void running() /* 运行函数。判断是否完成,完成则撤销,否则置就绪状态并插入就绪队列*/
{ int slice,i;slice=1;//3.思考:slice的作用?以及赋值变化的原因?for(i=1;i<((N+1)-p->prio);i++)slice=slice*2;for(i=1;i<=slice;i++){(p->rtime)++; if (p->rtime==p->ntime)break;}if(p->rtime==p->ntime) destroy(); /* 调用destroy函数*/ else { if(p->prio>1) (p->prio)--; p->status='r'; sort(); /*调用sort函数*/ }
}
void cteatpdisp()
/*显示(运行过程中)增加新进程后,所有就绪队列中的进程*/
{ int i;printf("\n 当增加新进程后,所有就绪队列中的进程(此时无运行进程):\n"); /*显示就绪队列状态*/ for(i=N;i>=1;i--)printbyprio(i);
}
void creatp()
{char temp;printf("\nCreat one  more process?type Y (yes)");scanf("%c",&temp);if (temp=='y'||temp=='Y'){input();cteatpdisp();}}        void RR_RunProcess(){int slice = 3,i;for(i=1;i<=slice;i++){(p->rtime)++; if (p->rtime==p->ntime)break;}if(p->rtime==p->ntime) destroy(); /* 调用destroy函数*/ else { if(p->prio>1) (p->prio)--; p->status='r'; sort(); /*调用sort函数*/ }
}void main() /*主函数*/
{ int len,h=0; char ch;printf("1.时间片分级调度\n2.普通时间片轮转调度\n");printf("请选择输入方式:");scanf("%d",&flag);if(flag == 1)printf("欢迎进入时间片分级调度\n");else if(flag == 2)printf("普通时间片轮转调度\n");input(); len=space(); while((len!=0)&&(ready!=NULL)) { ch=getchar(); /*getchar();*/h++; printf("\n The execute number:%d \n",h); p=ready; ready=p->link; p->link=NULL; p->status='R'; check(); if(flag == 1)running(); elseRR_RunProcess();creatp();printf("\n 按任一键继续......"); printf("\n-----------------------------------------------\n");ch=getchar(); } printf("\n\n 进程已经完成.\n"); ch=getchar(); ch=getchar();
}

运行结果

转载于:https://www.cnblogs.com/hanqilin/p/5487574.html

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