操作系统实验（二）：进程调度（c实现优先权调度和时间片轮转调度）

一、【实验目的】
①理解有关进程控制块、进程队列的概念。
②掌握进程优先权调度算法和时间片轮转调度算法的处理逻辑。
二、【实验内容】
①设计进程控制块PCB的结构，分别适用于优先权调度算法和时间片轮转调度算法。
②建立进程就绪队列。
③编制两种进程调度算法：优先权调度和时间片轮转调度。
三、【实验步骤】
数据结构：
struct pcb //进程控制块数据结构
{
char name [4];//进程名
int priority;//优先权
int cpuTime;//CPU运行时间
int needTime;//进程运行所需时间
int count;//进程执行次数
int round;//时间片轮转轮次
enum state process;//进程状态
struct pcb* next; //链表指针
};//定义进程PCB

struct pcb* getProcess()
{
struct pcb* q = NULL;
struct pcb* t = NULL;
struct pcb* p = NULL;

struct pcb* getProcessRound()
{
struct pcb* q = NULL;
struct pcb* t = NULL;
struct pcb* p = NULL;

struct pcb* GetNext(struct pcb* k, struct pcb* head)
{
struct pcb* t;

实验代码：

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<iostream>
#include<windows.h>
#define RNUM 5 //5个进程，可改变
#define PTIME 50 //优先级初始值 enum state //枚举类型
{ready, //就绪 execute, //执行 block, //阻塞 finish //完成
};//定义进程状态struct pcb //进程控制块数据结构
{char name [4];//进程名int priority;//优先权int cpuTime;//CPU运行时间int needTime;//进程运行所需时间int count;//进程执行次数int round;//时间片轮转轮次enum state process;//进程状态struct pcb* next; //链表指针
};//定义进程PCBstruct pcb* getProcess()
{struct pcb* q = NULL;struct pcb* t = NULL;struct pcb* p = NULL;int  i = 0;printf("请输入进程的名称和运行时间！\n");while(i < RNUM){q=(struct pcb* )malloc(sizeof(struct pcb));scanf("%s", &q->name);scanf("%d", &q->needTime);q->cpuTime = 0;q->priority = PTIME - q->needTime; q->process = ready;q->next = NULL;if(i == 0){p = q;t = q;} else{t->next = q;//创建就绪进程队列t = q;}i++;} return p;}//输入模拟测试的进程名和执行所需时间，初始设置可模拟5个进程的调度void display(struct pcb* p)
{printf("名称\t进程运行时间\t进程所需时间\t\t优先级\t\t状态\n");while(p){printf("%s\t", p->name);  //输出进程名printf("        ");printf("%d\t", p->cpuTime); //输出cpu执行时间printf("        "); printf("%d\t", p->needTime);//输出进程执行所需时间printf("        "); printf("%d\t", p->priority);//输出优先级printf("         "); switch(p->process)//输出进程状态 {case ready:printf("就绪\n");break;case execute:printf("执行\n");break;case block:printf("阻塞\n");break;case finish:printf("完成\n");break;default:break;}p = p->next;//指向下一个进程 }//显示模拟结果，包含进程名、CPU时间、运行所需时间以及优先级
}int processFinish(struct pcb* q)//进程是否结束，当还有进程没有结束时返回0
{int bl = 1;while(bl && q){bl = bl && (q->needTime == 0);q = q->next;}return bl; }//结束进程，即将队列中各进程的所需时间设置为0void couExe(struct pcb* q)
{struct pcb* t = q;int maxPriority = 0; //设最大优先级为0 while(q){if(q->process != finish){q->process = ready;if(q->needTime == 0){q->process = finish;}}if(maxPriority < q->priority && q->process != finish){maxPriority = q->priority;t = q;}q = q->next; //指向下一个进程 }if(t->needTime != 0)//如果q的所需时间不为0 {t->priority -= 3;//优先级=优先级-3 t->needTime--;//所需时间-1 t->process = execute;//进程阻塞 t->cpuTime++; //cup执行时间+1 }
}
//选择某一进程，给它分配CPU
//计算进程优先级void priorityCal(void)  //优先数调度
{struct pcb* p = NULL;system("cls");p = getProcess();int cpu = 0;system("cls");while(!processFinish(p)){cpu++;printf("cpuTime:%d\n",cpu);//输出cpu运行时间 couExe(p);display(p);Sleep(2);//system("cls");//clrscr();}printf("所有进程已经执行完毕，按任意键退出！");getchar();
}void displayMenu(void)
{printf("请选择一个算法:\n\n");printf("1 动态优先级算法\n\n");printf("2 时间片轮转算法\n\n");printf("3 退出\n\n");
}//显示调度算法菜单，可供用户选择优先权调度算法和时间片轮转调度算法struct pcb* getProcessRound()
{struct pcb* q = NULL;struct pcb* t = NULL;struct pcb* p = NULL;int i = 0;printf("请输入进程名称和进程运行时间：\n");while(i < RNUM) //5个进程进行轮转 {q = (struct pcb* )malloc(sizeof(struct pcb)); //分配空间 scanf("%s", &(q->name));//输入进程名 scanf("%d", &(q->needTime));//输入进程执行所需时间 q->cpuTime = 0;q->priority = PTIME - (q->needTime);q->process = ready; //让进程处于就绪状态 q->round = 0;q->count = 0;q->next = NULL;  if(i == 0){p = q;t = q;}else{t->next = q;t = q;}i++;}return p;}//时间片轮转调度算法创建就绪进程队列void cpuRound(struct pcb* q)
{q->cpuTime += 2;q->needTime -= 2;if(q->needTime < 0){q->needTime = 0;}q->count++;q->round++;q->process = execute; //进程进入执行状态
}//采用时间片轮转调度算法执行某一进程struct pcb* GetNext(struct pcb* k, struct pcb* head)
{struct pcb* t;t = k;do{t = t->next;}while(t && t->process == finish);if(t == NULL){t = head;while(t->next != k && t->process == finish){t = t->next;}}return t;}//获取下一个进程void setState(struct pcb* p)
{while(p){if(p->needTime == 0){p->process = finish;//如果所需执行时间为0，则设置运行状态为结東}if(p->process == execute){p->process = ready;//如果为执行状态则设置为就绪}p = p->next;}
}//设置队列中进程执行状态void displayRound(struct pcb* p)
{printf("进程名称\t进程运行时间\t进程所需时间\t进程执行次数\t轮转次数\t状态\n");while(p){printf("%s\t\t",p->name);printf("      ");printf("%d\t\t",p->cpuTime);printf("      ");printf("%d\t\t",p->needTime);printf("      ");printf("%d\t\t",p->count);printf("      ");printf("%d\t\t",p->round);printf("      ");switch(p->process){case ready:printf("就绪\n");break;case execute:printf("执行\n");break;case finish:printf("完成\n");break;}p = p->next; //跳向下一个进程 }
}//时间片轮转调度算法输出调度信息void roundCal() //循环轮转调度
{struct pcb* p;struct pcb* r;p = getProcessRound();int cpu = 0;r = p;while(!processFinish(p)){cpu += 2;cpuRound(r);r = GetNext(r, p);printf("cpu %d\n", cpu);displayRound(p);setState(p);Sleep(5);}
}//时间片轮转调度算法计算轮次及输出调度信息int main()
{displayMenu();int userInput = 0;scanf("%d", &userInput);switch(userInput){case 1:priorityCal();break;case 2:roundCal();break;case 3:break;displayMenu();scanf("%d", &userInput);}
}

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