1.    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。

2.    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。

3.    实验环境

vc++6.0

4.    实验原理及核心算法参考程序段

动态优先数(优先数只减不加):

源代码:

#include<stdio.h>
#include<string.h>
#include<stdlib.h>typedef struct pcb{char name[10];  //进程名称char status[10]; //进程状态int priority;  //优先级int arrtime; //到达时间       int reqtime; //进程所需时间int cpuTime;  //已用cpu时间int trueTime;  //实际运行时间int startime; //开始时间int fintime; //结束时间
}PCB;int n,N;
PCB pcb[100];
int systime=0;//菜单
void menu()
{printf("\n\n                 |*************** 作业调度 *************|\n");printf("                 |======================================|\n");printf("                 |            1.读取进程                |\n");printf("                 |            2.进程调度                |\n");printf("                 |            0.退出                    |\n");printf("                 |======================================|\n");
}//读取TXT文档
int ReadFile()
{int m=0;int i=1;FILE *fp;     //定义文件指针fp=fopen("进程.txt","r");  //打开文件if(fp==NULL){printf("File open error !\n");exit(0);}while(!feof(fp)){fscanf(fp,"%s%d%d%d",&pcb[i].name,&pcb[i].priority,&pcb[i].arrtime,&pcb[i].reqtime);  //fscanf()函数将数据读入i++;};n=i;if(fclose(fp))     //关闭文件
    {printf("Can not close the file !\n");exit(0);}m=i-1;return m;
}//输出
void Print()
{int i;n=n+N;printf("\n\n 进程调度状态表:\n");printf("\n 进程名称     优先级     到达时间    需要运行时间    CPU运行时间    状态\n");for(i=0;i<n;i++)printf("    %s\t\t   %d\t\t%d\t    %d\t\t    %d\t\t%s\n",pcb[i].name,pcb[i].priority,pcb[i].arrtime,pcb[i].reqtime,pcb[i].cpuTime,pcb[i].status);printf("\n\t\t\t\t\t\t现在系统时间: %d\n",systime);
}//交换artime
void SwapData(int *x,int *y)
{int temp;temp=*x;*x=*y;*y=temp;
}//交换名字
void SwapName(char x[],char y[])
{char temp[8];strcpy(temp,x);strcpy(x,y);strcpy(y,temp);
}//排序
int Descend(int a,int b)
{return a>b;
}//先到先服务算法
void sort(int(*compare)(int a,int b))
{int i,j,k;for(i=0;i<n-1;i++){k=i;for(j=i+1;j<n;j++){if((*compare)(pcb[j].priority,pcb[k].priority))k=j;}if(k!=i){SwapData(&pcb[k].arrtime,&pcb[i].arrtime);SwapName(pcb[k].name,pcb[i].name);SwapData(&pcb[k].reqtime,&pcb[i].reqtime);SwapData(&pcb[k].priority,&pcb[i].priority);SwapData(&pcb[k].cpuTime,&pcb[i].cpuTime);SwapData(&pcb[k].trueTime,&pcb[i].trueTime);}}strcpy(pcb[0].status,"Running");Print(pcb);
}void running() //运行函数。判断是否完成
{ int slice,i,k;slice=1;//3.思考:slice的作用?以及赋值变化的原因?for(i=1;i<((n+1)-pcb[i].priority);i++)slice=slice*2;for(i=0;i<slice;i++){(pcb[i].cpuTime)++; pcb[0].trueTime++;if(pcb[0].trueTime>=pcb[0].reqtime)     break;    }if(pcb[0].trueTime>=pcb[0].reqtime)     {printf("\n 进程 %s 已完成.\n",pcb[0].name);    for(i=0;i<n;i++){k=i+1;pcb[i].arrtime=pcb[k].arrtime;strcpy(pcb[i].name,pcb[k].name);pcb[i].reqtime=pcb[k].reqtime;pcb[i].priority=pcb[k].priority;pcb[i].cpuTime=pcb[k].cpuTime;pcb[i].trueTime=pcb[k].trueTime;strcpy(pcb[i].status,pcb[k].status);}n=n-1;sort(Descend); }else     { if(pcb[0].priority>1) (pcb[0].priority)--; strcpy(pcb[0].status,"Running");sort(Descend); /*调用sort函数*/ }
} main()
{while(1){int m;char ch;menu();printf(" 请选择模块(0~3): ");scanf("%d",&m);printf("\n");switch(m){case 1:ReadFile();Print();break;case 2:running();break;case 0:exit(0);break;    }}
}

运行结果:

从文件读取进程表:

进程调度过程:

转载于:https://www.cnblogs.com/blueYE00/p/5487199.html

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