操作系統(tǒng)-進(jìn)程調(diào)度模擬算法(附源碼)（完整版）

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1、 進(jìn)程調(diào)度模擬算法課程名稱：計算機(jī)操作系統(tǒng)實驗者姓名：李琛評分：班級：信 1501-2實驗日期： 2018年 5月 1日教師簽名：一、實驗?zāi)康倪M(jìn)程調(diào)度是處理機(jī)管理的核心內(nèi)容。本實驗要求用高級語言編寫模擬進(jìn)程調(diào)度程序，以便加深理解有關(guān)進(jìn)程控制快、進(jìn)程隊列等概念，并體會和了解優(yōu)先數(shù)算法和時間片輪轉(zhuǎn)算法的具體實施辦法。二、實驗要求1.設(shè)計進(jìn)程控制塊 PCB的結(jié)構(gòu)，通常應(yīng)包括如下信息：進(jìn)程名、進(jìn)程優(yōu)先數(shù)（或輪轉(zhuǎn)時間片數(shù)）、進(jìn)程已占用的 CPU 時間、進(jìn)程到完成還需要的時間、進(jìn)程的狀態(tài)、當(dāng)前隊列指針等。2.編寫兩種調(diào)度算法程序：優(yōu)先數(shù)調(diào)度算法程序循環(huán)輪轉(zhuǎn)調(diào)度算法程序3.按要求輸出結(jié)果。三、實驗過程分別用

2、兩種調(diào)度算法對伍個進(jìn)程進(jìn)行調(diào)度。每個進(jìn)程可有三種狀態(tài)；執(zhí)行狀態(tài)（RUN）、就緒狀態(tài)（ READY,包括等待狀態(tài)）和完成狀態(tài)（FINISH），并假定初始狀態(tài)為就緒狀態(tài)。（一）進(jìn)程控制塊結(jié)構(gòu)如下：NAME 進(jìn)程標(biāo)示符PRIO/ROUND進(jìn)程優(yōu)先數(shù) /進(jìn)程每次輪轉(zhuǎn)的時間片數(shù)（設(shè)為常數(shù)CPUTIME進(jìn)程累計占用 CPU的時間片數(shù)NEEDTIME 進(jìn)程到完成還需要的時間片數(shù)STATE 進(jìn)程狀態(tài)2）NEXT 鏈指針注：1.為了便于處理，程序中進(jìn)程的的運行時間以時間片為單位進(jìn)行計算；2.各進(jìn)程的優(yōu)先數(shù)或輪轉(zhuǎn)時間片數(shù)，以及進(jìn)程運行時間片數(shù)的初值，均由用戶在程序運行時給定。 （二）進(jìn)程的就緒態(tài)和等待態(tài)均為鏈表結(jié)

3、構(gòu)，共有四個指針如下：RUN 當(dāng)前運行進(jìn)程指針READY 就需隊列頭指針TAIL 就需隊列尾指針FINISH 完成隊列頭指針（三）程序說明1.在優(yōu)先數(shù)算法中，進(jìn)程優(yōu)先數(shù)的初值設(shè)為：50-NEEDTIME每執(zhí)行一次，優(yōu)先數(shù)減1，CPU時間片數(shù)加 1，進(jìn)程還需要的時間片數(shù)減1。在輪CPU時2，并退出 CPU，排到就緒隊列尾，等待下轉(zhuǎn)法中，采用固定時間片單位（兩個時間片為一個單位），進(jìn)程每輪轉(zhuǎn)一次，間片數(shù)加 2，進(jìn)程還需要的時間片數(shù)減一次調(diào)度。2.程序的模塊結(jié)構(gòu)如下：整個程序可由主程序和如下7個過程組成：2（1）INSERT1 在優(yōu)先數(shù)算法中，將尚未完成的PCB按優(yōu)先數(shù)順序插入到就緒隊列中；（2）I

4、NSERT2 在輪轉(zhuǎn)法中，將執(zhí)行了一個時間片單位（為進(jìn)程2），但尚未完成的的 PCB，插到就緒隊列的隊尾；（3）FIRSTIN 調(diào)度就緒隊列的第一個進(jìn)程投入運行；（4）PRINT 顯示每執(zhí)行一次后所有進(jìn)程的狀態(tài)及有關(guān)信息。（5）CREATE創(chuàng)建新進(jìn)程，并將它的（6）PRISCH 按優(yōu)先數(shù)算法調(diào)度進(jìn)程；PCB插入就緒隊列；（7）ROUNDSCH按時間片輪轉(zhuǎn)法調(diào)度進(jìn)程。主程序定義 PCB結(jié)構(gòu)和其他有關(guān)變量。實驗代碼：Main.cpp#include#includeusing namespace std;typedef struct nodechar name20;/進(jìn)程名int prio;/進(jìn)程優(yōu)

5、先級int round;int cputime;int needtime;/分配 CPU的時間片執(zhí)行時間/CPU/進(jìn)程執(zhí)行所需時間 char state;/進(jìn)程狀態(tài)int count;/記錄執(zhí)行次數(shù)struct node *next;/鏈表指針PCB;int num;/定義三個隊列，就緒隊列，執(zhí)行隊列，完成隊列PCB *ready = NULL;PCB *run = NULL;/就緒隊列執(zhí)行隊列PCB *finish = NULL;/取得第一個就緒節(jié)點void GetFirst()完成隊列run = ready;if (ready != NULL)run-state = R;ready = r

6、eady-next;run-next = NULL;/優(yōu)先級輸出隊列void Output1()PCB *p;p = ready;while (p != NULL)cout name t prio t cputime t needtime t state t count next;p = finish;while (p != NULL)cout name t prio t cputime t needtime t state t count next;p = run; while (p != NULL)cout name t prio t cputime t needtime t state

7、t count next;/輪轉(zhuǎn)法輸出隊列void Output2()PCB *p;p = ready;while (p != NULL)cout name t round t cputime t needtime t state t count next;p = finish;while (p != NULL)cout name t round t cputime t needtime t state t count next;p = run;while (p != NULL)cout name t round t cputime t needtime t state t count nex

8、t;/創(chuàng)建優(yōu)先級隊列/創(chuàng)建優(yōu)先級隊列，規(guī)定優(yōu)先數(shù)越小，優(yōu)先級越低void InsertPrio(PCB *in)PCB *fst, *nxt;fst = nxt = ready; if (ready = NULL) /如果隊列為空，則為第一個元素in-next = ready;ready = in;else/查到合適的位置進(jìn)行插入if (in-prio = fst-prio) /比第一個還要大，則插入到隊頭in-next = ready;ready = in;elsewhile (fst-next != NULL) /移動指針查找第一個比它小的元素的位置進(jìn)行插入nxt = fst;fst =

9、fst-next;if (fst-next = NULL) /已經(jīng)搜索到隊尾，則其優(yōu)先級數(shù)最小，將其插入到隊尾即可in-next = fst-next;fst-next = in;else/插入到隊列中nxt = in;in-next = fst;/將進(jìn)程插入到就緒隊列尾部void InsertTime(PCB *in)PCB *fst;fst = ready; if (ready = NULL)in-next = ready;ready = in;elsewhile (fst-next != NULL)fst = fst-next;in-next = fst-next;fst-next =

10、in;/將進(jìn)程插入到完成隊列尾部void InsertFinish(PCB *in)PCB *fst;fst = finish;if (finish = NULL)in-next = finish;finish = in;elsewhile (fst-next != NULL)fst = fst-next;in-next = fst-next;fst-next = in;/優(yōu)先級調(diào)度輸入函數(shù)void PrioCreate()PCB *tmp; int i;cout Enter the name and needtime： endl;for (i = 0; i num; i+)if (tmp =

11、 (PCB *)malloc(sizeof(PCB) = NULL)cerr malloc tmp-name;getchar();cin tmp-needtime;tmp-cputime = 0;tmp-state = W;tmp-prio = 50 - tmp-needtime; /tmp-round = 0;設(shè)置其優(yōu)先級，需要的時間越多，優(yōu)先級越低tmp-count = 0;InsertPrio(tmp);/按照優(yōu)先級從高到低，插入到就緒隊列cout 進(jìn)程名t優(yōu)先級 tcpu時間t需要時間進(jìn)程狀態(tài)計數(shù)器 endl;/時間片輸入函數(shù)void TimeCreate()PCB *tmp;int

12、i;cout 輸入進(jìn)程名字和進(jìn)程時間片所需時間： endl;for (i = 0; i num; i+)if (tmp = (PCB *)malloc(sizeof(PCB) = NULL)cerr malloc tmp-name;getchar();cin tmp-needtime;tmp-cputime = 0;tmp-state = W; tmp-prio = 0;tmp-round = 2;tmp-count = 0;InsertTime(tmp);cout 進(jìn)程名t輪數(shù)tCPU時間t需要時間進(jìn)程狀態(tài)計數(shù)器 prio -= 3; /優(yōu)先級減去三run-cputime+; /CPU時間片

13、加一run-needtime-;/進(jìn)程執(zhí)行完成的剩余時間減一if (run-needtime = 0)/如果進(jìn)程執(zhí)行完畢，將進(jìn)程狀態(tài)置為F，將其插入到完成隊列run-state = F;run-count+;InsertFinish(run);flag = 0;else /將進(jìn)程狀態(tài)置為 W，入就緒隊列run-state = W;run-count+; /InsertTime(run);flag = 0;進(jìn)程執(zhí)行的次數(shù)加一flag = 1;GetFirst(); /繼續(xù)取就緒隊列隊頭進(jìn)程進(jìn)入執(zhí)行隊列 void RoundRun() /時間片輪轉(zhuǎn)調(diào)度算法int flag = 1;GetFirst

14、();while (run != NULL)Output2();while (flag)run-count+;run-cputime+;run-needtime-;if (run-needtime = 0) /進(jìn)程執(zhí)行完畢run-state = F;InsertFinish(run);flag = 0;else if (run-count = run-round)/時間片用完run-state = W;run-count = 0; /InsertTime(run);計數(shù)器清零，為下次做準(zhǔn)備flag = 0;flag = 1;GetFirst();int main(void)int n;cout

15、 輸入進(jìn)程個數(shù)： num;getchar(); cout -進(jìn)程調(diào)度算法模擬 - endl;、優(yōu)先級調(diào)度算法 endl;cout cout 12、循環(huán)輪轉(zhuǎn)調(diào)度算法 endl;cout - endl;cout 輸入選擇序號： n;switch (n)case 1:cout 優(yōu)先級調(diào)度 : endl;PrioCreate();Priority();Output1();break;case 2:cout 循環(huán)輪轉(zhuǎn)算法 : endl;TimeCreate();RoundRun();Output2();break;case 0:exit(1);break;default:cout Enter error! endl;break;cout endl;return 0;四、實驗結(jié)果優(yōu)先級調(diào)度 時間片輪轉(zhuǎn)法 五、實驗總結(jié)通過本次實驗，我學(xué)到了進(jìn)程調(diào)度算法，了解了進(jìn)程調(diào)度是CPU管理的核心，不同的,這就會有一個算法選擇的問題 .,以及對進(jìn)程調(diào)度算法的理解。調(diào)度算法會使得進(jìn)程運行時間不同,運行的先后順序也不同掌握了用 C語言實現(xiàn)進(jìn)程調(diào)度算法的模擬，提高了編程能力在思考上出現(xiàn)的一個問題是,隊列是先進(jìn)先出的 ,在優(yōu)先級算法中怎么來向鏈表中插入新的進(jìn)程,使其能夠按優(yōu)先級排序 .第一想到的是用數(shù)組，后來發(fā)現(xiàn)不如鏈表方便，所以換成鏈表，但是發(fā)現(xiàn)自己用鏈表有待提高.