前言

写的很拉，但是可以实现多级反馈调度的python3.0代码

算法参考：「土豆洋芋山药蛋」作者的文章

参考文章的缺点：

1.没有实现进程的随机生成，不能实现抢占
2.周转时间计算错误进程一开始随机抵达的时间是 arrive time，而不是在最后一个队列集体设置arrive time，并以这个标准计算周转时间

多级反馈队列调度算法（附Python3实现代码）_土豆洋芋山药蛋的博客-CSDN博客_多级反馈队列调度算法实现

一、操作系统课程设计任务

1.设计进程控制块PCB表结构，适用于多级反馈队列调度算法。

PCB结构通常包括以下信息：进程名，进程优先数，轮转时间片，进程已占用的CPU时间，进程还需要的CPU时间，进程的状态，当前队列指针等。

2.建立3个进程就绪队列，分别设置不同的时间片和优先级。

3.编制进程调度算法，实现该算法的模拟

4.使用开发工具设计可视化界面(这个可视化是组员做的，用的pyqt)

二、具体实现

1.多级反馈定义

1、进程在进入待调度的队列等待时，首先进入优先级最高的Q1等待。

2、首先调度优先级高的队列中的进程。若高优先级中队列中已没有调度的进程，则调度次优先级队列中的进程。

3、对于同一个队列中的各个进程，按照FCFS分配时间片调度。比如Q1队列的时间片为N，那么Q1中的作业在经历了N个时间片后若还没有完成，则进入Q2队列等待，若Q2的时间片用完后作业还不能完成，一直进入下一级队列末尾，直至完成。

4、在最后一个队列QN中的各个进程，按照时间片轮转分配时间片调度。

5、在低优先级的队列中的进程在运行时，又有新到达的作业，运行完这个时间片之后，然后立即把处理机分给高优先级进程。（抢占式）。

（ps:关于抢占式的定义，网上有两种，我自己随便挑了一个写的，就是上面的第5点）

2.代码

因为之前没学过python,临时学的（太菜了，呜呜呜）

第八版

#解决随机生成进程名会重复的问题# 细节完善
# 多测试几个样例import operator
import random# 保证第一个进程到达时，当前运行时间与第一个进程相同
flag = 1# 进程控制块PCB结构
class Process:def __init__(self, name, arrive_time, serve_time):self.name = name  # 进程名self.arrive_time = arrive_time  # 到达时间self.serve_time = serve_time  # 需要服务的时间self.left_serve_time = serve_time  # 剩余需要服务的时间self.finish_time = 0  # 完成时间self.cycling_time = 0  # 周转时间self.w_cycling_time = 0  # 带权周转时间# 就绪队列
class Queue:def __init__(self, level, process_list):self.level = levelself.process_list = process_listself.q = 0def size(self):  # 返回当前队列大小return len(self.process_list)def get(self, index):  # 返回指定位置进程return self.process_list[index]def add(self, process):  # 添加新的进程self.process_list.append(process)def delete(self, index):  # 删除进程self.process_list.remove(self.process_list[index])# def check(queue_list,i,running_time,flag):def check(queue_list, i, running_time):# 从第一就绪队列开始检查for j in range(i):index = int(0)currentQueue = queue_list[j]if (currentQueue == []):# 如果队列没有进程则直接下一个  !!!print('第%d就绪队列为空' % j)continueelse:# for k in range  (currentQueue.size()):  中currentQueue.size()的值不能动态变化  ！！！# 出现交叉情况之后数组长度会增长# 这就意味着在这过程中被加入当前就绪队列的进程没有被执行，check()就已经回退for k in range(currentQueue.size()):# 如果本就绪队列最快要执行的进程此时没有到达，此队列之后的进程不用检查if (currentQueue.get(index).arrive_time > running_time):print('运行时间 %d,%s 没有抵达' % (running_time, currentQueue.get(index).name))breakelse:print('运行时间 %d,%s 已经抵达' % (running_time, currentQueue.get(index).name))if currentQueue.get(index).left_serve_time > queue_list[j].q:# 考虑到第0列和第1列 arrive time可能出现交叉的情况# 即进程在第三就绪队列执行的时候，先检查第一就绪队列是否有已到达的进程# 检查第二就绪队列每一进程之前，也应该考虑当前第一就绪队列是否有形的进程到达# ***if i == 2 and j == 1:running_time = check(queue_list, j, running_time)currentQueue.get(index).left_serve_time -= queue_list[j].qrunning_time += queue_list[j].q# print('第  %d  队列时间片: %d' % (i, q_list[i].q))# 容易搞错i,j# check()中 j 代表的是当前就绪队列if j == len(queue_list) - 1:queue_list[j].add(currentQueue.get(index))print('进程没有执行完毕,需要添加至第  %d  队列末尾：进程名称：%s ' % (j, currentQueue.get(index).name))else:queue_list[j + 1].add(currentQueue.get(index))print('进程没有执行完毕,需要添加至第  %d  队列末尾：进程名称：%s ' % (j + 1, currentQueue.get(index).name))elif currentQueue.get(index).left_serve_time == queue_list[j].q:running_time += queue_list[j].qprint('服务完成并弹出:', currentQueue.get(index).name)currentQueue.get(index).left_serve_time = 0else:running_time += currentQueue.get(index).left_serve_timeprint('服务完成并弹出:', currentQueue.get(index).name)currentQueue.get(index).left_serve_time = 0# 已完成if currentQueue.get(index).left_serve_time == 0:# 计算完成时间currentQueue.get(index).finish_time = running_time# 计算周转时间currentQueue.get(index).cycling_time = currentQueue.get(index).finish_time - currentQueue.get(index).arrive_time# 计算带权周转时间currentQueue.get(index).w_cycling_time = float(currentQueue.get(index).cycling_time) / currentQueue.get(index).serve_time# 打印print('%s 进程已完成的进程，详细信息如下：' % currentQueue.get(index).name)print('进程名称：%s  ，完成时间： %d    ，周转时间：%d  ，带权周转时间： %.2f' % (currentQueue.get(index).name, currentQueue.get(index).finish_time,currentQueue.get(index).cycling_time,currentQueue.get(index).w_cycling_time))# index -= 1# 对于已完成的进程：有进程完成任务后，index先回退，之后再加，以保持指向下一个需要调度的进程# 对于未完成的进程：先添加到下一就绪队列，再从当前就绪队列删除 ！！！# ***currentQueue.delete(index)# index += 1# print('第%d 列大小%d' % ( i,currentQueue.size()))if index == currentQueue.size():breakreturn running_time# 多级反馈调度算法
def MulitlevedFeedbackQueue(queue_list, queue_first, rt):q_list = queue_list  # 当前队列集合q_first = queue_first  # 第一个队列的时间片running_time = rt# running_time = int(0)for i in range(len(q_list)):# 确定每个队列的时间片if i == 0:q_list[i].q = q_firstelse:q_list[i].q = q_list[i - 1].q * 2currentQueue = q_list[i]index = int(0)global flag          # 声明全局变量# 第一个进程到达时间 不 默认 为 0if flag:running_time = currentQueue.get(0).arrive_timeflag = 0# *** 解决3个就绪队列当前均无可执行进程，但是第一就绪队列仍有进程没有抵达的问题if currentQueue.size() == 0:print('此时本就绪队列为空')# 若第一就绪队列无等待进入的进程，则执行完毕，退出if q_list[0].size() != 0:MulitlevedFeedbackQueue(queue_list, queue_first, q_list[0].get(0).arrive_time)else:# 从第一个队列开始执行时间片# 先判断是否是最后一个队列，最后一个队列加入到当前队列的尾部# 不是最后一个队列的话，就执行当前队列时间片后判断是否有必要加入到下一个队列的末尾while (True):# print('第  %d  队列,进程名称：%s ' % (i, currentQueue.get(index).name))# 到达时间越小 代表越先到达if currentQueue.get(index).arrive_time > running_time:# print('运行时间 %d,%s 没有抵达' % (running_time, currentQueue.get(index).name))breakelse:if (i != 0):running_time = check(queue_list, i, running_time)# *** 第二次check 解决  出现交叉情况之后数组长度会增长  ，check()函数会遗留可以执行的优先级更高的进程问题running_time = check(queue_list, i, running_time)if currentQueue.get(index).left_serve_time > q_list[i].q:currentQueue.get(index).left_serve_time -= q_list[i].qrunning_time += q_list[i].q# print('第  %d  队列时间片: %d' % (i, q_list[i].q))if i == len(queue_list) - 1:queue_list[i].add(currentQueue.get(index))print('进程没有执行完毕,需要添加至第  %d  队列末尾：进程名称：%s ' % (i, currentQueue.get(index).name))else:queue_list[i + 1].add(currentQueue.get(index))print('进程没有执行完毕,需要添加至第  %d  队列末尾：进程名称：%s ' % (i + 1, currentQueue.get(index).name))elif currentQueue.get(index).left_serve_time == q_list[i].q:running_time += q_list[i].qprint('服务完成并弹出:', currentQueue.get(index).name)currentQueue.get(index).left_serve_time = 0else:running_time += currentQueue.get(index).left_serve_timeprint('服务完成并弹出:', currentQueue.get(index).name)currentQueue.get(index).left_serve_time = 0# 已完成if currentQueue.get(index).left_serve_time == 0:# 计算完成时间currentQueue.get(index).finish_time = running_time# 计算周转时间currentQueue.get(index).cycling_time = currentQueue.get(index).finish_time - currentQueue.get(index).arrive_time# 计算带权周转时间currentQueue.get(index).w_cycling_time = float(currentQueue.get(index).cycling_time) / currentQueue.get(index).serve_time# 打印print('%s 进程已完成的进程，详细信息如下：' % currentQueue.get(index).name)print('进程名称：%s  ，完成时间： %d    ，周转时间：%d  ，带权周转时间： %.2f' % (currentQueue.get(index).name, currentQueue.get(index).finish_time,currentQueue.get(index).cycling_time,currentQueue.get(index).w_cycling_time))# index -= 1# 对于已完成的进程：有进程完成任务后，index先回退，之后再加，以保持指向下一个需要调度的进程# 对于未完成的进程：先添加到下一就绪队列，再从当前就绪队列删除 ！！！currentQueue.delete(index)# index += 1# print('第%d 列大小%d' % ( i,currentQueue.size()))if index == currentQueue.size():break# 随机生成进程
def CreatePcb(queue_list):process_list0, process_list1, process_list2 =[],  [], []num = random.randint(1, 5)print('进程数 %d' % num)name = random.sample('abcdefghijklmnopqrstuvwxyz',num)for i in range(num):arrive_time = random.randint(1, 10)serve_time = random.randint(1, 10)print('进程名%s 到达时间%d 服务时间%d' % (name[i], arrive_time, serve_time))process = Process(name[i], arrive_time, serve_time)process_list0.append(process)# 按照arrive time进行排序cmpfun = operator.attrgetter('arrive_time')process_list0.sort(key=cmpfun)queue_list = []queue0 = Queue(0, process_list0)queue1 = Queue(1, process_list1)queue2 = Queue(2, process_list2)queue_list.append(queue0)queue_list.append(queue1)queue_list.append(queue2)return queue_list'''
测试程序
'''if __name__ == '__main__':# 队列queue_list = []# 创建就绪队列cp = CreatePcb(queue_list)# 执行多级反馈队列调度算法,第一队列时间片为1mfq = MulitlevedFeedbackQueue(cp, 1, 0)

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python 3.0 实现多级反馈队列进程调度算法

文章目录

前言

一、操作系统课程设计任务

二、具体实现

1.多级反馈定义

2.代码

python 3.0 实现多级反馈队列进程调度算法相关推荐

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