操作系统课程设计进程调度的模拟实现Word文档格式.docx
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总周转时间
allaver
总带权周转时间
PcbList[]
进程就绪队列的实现
图1-3CpuModel类
程序流程图
1.可强占优先调度算法实现过程流程图:
2先来先服务调度算法实现过程流图
3.数据结构设计
1.设计创建进程的结构类型定义和结构变量说明struct ProcessPcb,定义PCB相关变量:
ProcessPcb(){next=NULL;
}
charpro_name[20];
//进程的名字
ﻩinttime_submit;
//提交时间,从时间为1开始计时
inttime_exe;
//进程所需的运行时间
ﻩint pro_id;
//进程ID(系统生成)
ﻩint pro_priority;
//进程优先级
ﻩinttime_start;
//开始执行的时间
ﻩint time_end;
//结束的时间
ﻩ
int time_wait;
//等待的时间
ﻩint pro_state;
//进程的状态 (就绪,执行,完成)
int time_left;
//还需多少时间单位,初始化为所需的执行时间
inttime_turn;
ﻩ//周转时间
ﻩdouble time_aver;
//带权周转时间
2.创建PCB类classCpuModel,定义程序中使用的各函数:
CpuModel{
CpuModel(){pcbnum=0;
voidcpurun();
//cpu模拟运行函数
ﻩbool GetPcb();
//进程输入函数
ﻩvoidShowPcb();
//将输入的进程展示出来
voidPriModel();
//可强占的优先进程调度模式
void FcfsModel();
//先到先服务调度模式
ProcessPcbPcbList[100];
ﻩ//按提交时间排的未就绪进程队列()
}
4.测试结果及分析
1.开始运行,显示:
2.输入进程数,各进程属性:
关于提交时间执行时间等,将检测输入是否数字,不是数字即退出程序。
3.显示已创建的各进程及其属性:
此处的优先级数,是用100减去执行时间。
对于优先级数相同,则默认FIFO。
4.测试可强占的优先进程调度:
一次调度完成,将计算此次运行中CPU的利用率。
5.先到先服务调度算法运行情况:
6.选择5,回车,退出程序。
五.设计心得
在学完操作系统课程之后,一直对进程调度这一块不是很理解,借着做课程设计的机会,我就选择了进程调度模拟编程这个题目,打算在做课程设计的过程中好好的再学习一下这块的知识。
我在做课程设计的过程中,遇到了许多的问题,通过请教同学,上网查资料等途径一一解决。
通过这次操作系统的课程设计,我研究了进程调度的相关知识,加深了对进程调度的理解。
课程设计和平时的实验课比较起来有很大的差距,实验课只是将这一章的一部分内容练习操作一遍,而课程设计需要的是他们综合起来的东西,这要更难一些。
总体来说我认为操作系统这门学科在计算机科学当中是非常重要的,这次操作系统的课程设计收获颇丰,复习了许多东西,也从新学会了许多东西,我想这也许就是课程设计的最终目的吧。
参考文献
[1]刘振安、刘燕君著.《C++程序设计课程设计》.北京:
机械工业出版社,2004
[2][美]AbrahamSilberschatz,Peter BaerGalvin,Greg Gagne著.郑扣根译. 操作系统概念(第六版). 北京:
高等教育出版社,2004
[3]陈向群,向勇等.Windows操作系统原理(第二版).北京:
机械工业出版社,2004.
[4]费翔林,李敏,叶保留等.Linux操作系统实验教程.北京:
高等教育出版社,2009
附录:
#include <
iostream.h>
#include<
queue>
#include <string>
#include<
windows.h>
#include<malloc.h>
using namespace std;
//进程的状态
#defineUNREADY0 //未就绪
#define READY1 //就绪
#defineEXECUTE2 //执行
#defineEND3 //完成
//进程的PCB结构类型定义和结构变量说明
structProcessPcb
{
ProcessPcb()
ﻩ{
ﻩnext=NULL;
ﻩﻩ}
char pro_name[20];
//进程的名字
inttime_submit;
//提交时间,从时间的1开始计时
inttime_exe;
//进程所需的运行时间
int pro_id;
//进程ID(系统生成)
int pro_priority;
//进程优先级
inttime_start;
//开始执行的时间
inttime_end ;
//结束的时间
int time_wait;
//等待的时间
intpro_state;
//进程的状态(就绪,执行,完成)
ﻩinttime_left;
//还需多少时间单位,初始化为所需的执行时间
inttime_turn ;
//周转时间
ﻩdoubletime_aver ;
//带权周转时间
ProcessPcb *next;
};
//封装CPU调度与分配程序模块。
进程类
class CpuModel
ﻩpublic:
ﻩCpuModel()
ﻩﻩﻩ{
pcbnum=0;
ﻩ}
ﻩﻩﻩvoidcpurun();
//cpu模拟运行函数
ﻩﻩboolCreatePcb();
//进程输入函数
ﻩvoidShowPcb();
//将输入的进程展示出来
ﻩﻩvoidPriModel();
//可强占的优先进程调度模式
ﻩvoid FcfsModel();
//先到先服务调度模式
ﻩ
ﻩprivate:
ﻩﻩ
ﻩProcessPcbPcbList[100];
ﻩ //按提交时间排的未就绪进程队列
ﻩﻩintpcbnum;
//进程数量
ﻩﻩintfreetime;
//cpu空闲时间
ﻩﻩintallturn;
//总周转时间
ﻩfloat allaver ;
//总带权周转时间
};
#include<
algorithm>
//cpu模拟运行函数
voidCpuModel:
:
cpurun()
intchoose=0 ;
while
(1)
{
cout<
<
"
*** 主菜单 ***"
endl;
ﻩﻩcout<<"----------------------------------"<
endl;
ﻩcout<
***1:
创建进程 ***"
endl;
ﻩcout<
*** 2:
显示已创建的进程 ***"
<endl;
ﻩﻩﻩcout<
"*** 3:
可强占的优先进程调度***"<
endl;
ﻩcout<
*** 4:
先到先服务调度 ***"
endl;
ﻩﻩcout<<
*** 5:
退出系统 ***"<
endl;
ﻩﻩcout<
\n*** 请选择 :
"
;
ﻩ
ﻩﻩcin>
>
choose ;
ﻩﻩﻩcout<<endl ;
switch(choose)
{
ﻩ
ﻩﻩﻩcase1:
ﻩ
ﻩﻩCreatePcb();
//创建进程
ﻩﻩﻩbreak;
ﻩﻩﻩ
ﻩﻩcase2:
ﻩ
ﻩﻩﻩShowPcb();
//显示已创建的进程
ﻩﻩﻩbreak;
ﻩﻩﻩﻩ
ﻩﻩﻩcase3:
ﻩ
ﻩﻩﻩ
ﻩﻩﻩPriModel();
//可强占的优先进程方式
break;
ﻩﻩcase4:
ﻩﻩﻩFcfsModel();
//先到先服务调度方式
break;
ﻩﻩ
case5:
ﻩﻩ
ﻩﻩﻩreturn;
//结束程序
}
ﻩﻩcout<
endl;
}
//按进程提交时间排序的比较函数
boolcmp(ProcessPcb a,ProcessPcbb)
if(a.time_submit<
b.time_submit)
returntrue;
return false;
//判断是否数字
intisnumber(chara[])
intlen=strlen(a);
inti,num=0;
if(a[0]>
'
0'
&&a[0]<='
9'
)
num=a[0]-'0'
;
else return -1;
for(i=1;
i<
len;
i++)
{
if(a[i]>
='
0'&
&
a[i]<='
9')
num=num*10+a[i]-'0';
elsereturn-1;
}
return num;
//进程输入函数
boolCpuModel:
CreatePcb()
charnum[10];
cout<
\n***请输入你想建立的进程个数:
;
cin>
>num;
//输入进程个数
ﻩ
ﻩpcbnum=isnumber(num);
if(pcbnum<
=0)
{
ﻩ cout<<
***输入有错***\n"
ﻩreturn0;
}
ﻩﻩinti;
for(i=0;
i<
pcbnum;
i++)//输入进程信息
{
ﻩ
<"
***请依次输入第"
i+1<<"
个进程的信息***"
<<
endl;
ﻩﻩcout<
*******名字:
;
ﻩcin>
PcbList[i].pro_name ;
ﻩﻩcout<
***提交时间:
";
ﻩcin>>
num;
PcbList[i].time_submit=isnumber(num);
ﻩﻩﻩif(PcbList[i].time_submit<
=0)
ﻩcout<<
***输入有错***\n"
ﻩﻩreturn 0;
ﻩ}
ﻩﻩcout<<
***执行时间:
cin>
num;
PcbList[i].time_exe=isnumber(num);
ﻩif(PcbList[i].time_exe<
=0)
ﻩ{
ﻩﻩﻩcout<
***输入有错***\n"
ﻩﻩreturn0;
ﻩ}ﻩﻩ
ﻩﻩ
ﻩPcbList[i].time_left=PcbList[i].time_exe;
//设置剩余执行时间
PcbList[i].pro_state=UNREADY;
//设置状态为未就绪
PcbList[i].pro_priority=100-PcbList[i].time_exe;
//设置优先级,优先级=100-执行时间
ﻩﻩcout<<
endl;
}
ﻩ sort(PcbList,PcbList+pcbnum,cmp);
//按提交时间排序
for(i=0;
pcbnum;
i++)
ﻩPcbList[i].pro_id=i+1;
//设置Id,根据提交时间
return1;
//展示所需执行进程信息
voidCpuModel:
ShowPcb()
inti;
cout<
\n***所需执行的进程信息如下***\n"
for(i=0;
i<pcbnum;
i++)
cout<
进程编号:
"<<
PcbList[i].pro_id<
进程名字:
<
PcbList[i].pro_nameﻩ<
提交时间:
PcbList[i].time_submit
<<
执行时间:
PcbList[i].time_exe<
优先级数:
<
PcbList[i].pro_priority<
endl;
cout<
//可强占的优先进程调度模式
voidCpuModel:
PriModel()
cout<<
********可强占的优先进程调度过程如下********\n"
freetime=0;
//初始化系统空闲时间为0
int time=0;
//时间
intnextid=0;
intpnum=0;
//已就绪进程数目
ProcessPcb *head;
//就绪队列
ProcessPcb*pcb,*pcb1,*pcb2;
ﻩhead=(ProcessPcb*)malloc(sizeof(ProcessPcb));
head->
next=NULL;
//head指针不用,head->next开始为就绪队列
ﻩ//模拟cpu开始工作
while(head->
next!
=NULL||pnum<
pcbnum)
ﻩﻩSleep(1000);
time++;
//时间片为1
ﻩﻩcout<
"*Time:
第"
time<
秒"
//打印ﻩ
ﻩﻩ// 进程就绪(查看未就绪的进程中在该时间片是否可以进入就绪队列)
ﻩﻩwhile(pnum<
pcbnum&
PcbList[pnum].time_submit<=time)
ﻩﻩ{
ﻩﻩpcb=(ProcessPcb*)malloc(sizeof(ProcessPcb));
ﻩﻩﻩ*pcb=PcbList[pnum++];
ﻩﻩ
ﻩﻩﻩ//进入就绪队列
ﻩﻩﻩpcb->
next=head->
next;
//插在head之后
head->
next=pcb;
}
ﻩ
ﻩ//查找在time时间片应该运行的进程
if(head->
next==NULL)
{
ﻩcout<
没有可运行的进程"<
freetime++;
}
else
{
ﻩﻩﻩpcb2=head;
pcb=head->
next;
pcb1=head->next;
ﻩﻩﻩ//查找当前优先级最高的就绪进程
ﻩﻩﻩwhile(pcb1->
next!
=NULL)
{
ﻩﻩif(pcb->
pro_priority<
=pcb1->next->pro_priority)
{
ﻩﻩﻩﻩﻩpcb2=pcb1;
ﻩﻩﻩﻩﻩpcb=pcb1->next;
}
ﻩﻩﻩpcb1=pcb1->
next;
}
ﻩﻩ//运行优先级最高的进程
ﻩ
ﻩif(pcb->time_left==pcb->time_exe) //该进程是否已开始
{
ﻩpcb->
time_start=time;
//设置开始时间
ﻩ pcb->pro_state=EXECUTE;
//设置状态为执行
}
ﻩ
ﻩﻩpcb->pro_priority=pcb->
pro_priority-3;
//优先级数减3
pcb->
time_left--;
//剩余执行时间减去时间片1
ﻩ
ﻩﻩﻩ//打印该进程信息
cout<
进程编号:
pcb->pro_id<
进程名字:
ﻩ<
<pcb->
pro_name<
<"提交时间:
<
pcb->time_submit<
执行时间:
"
<pcb->time_exe
<
\n开始时间:
<pcb->
time_start
<
还剩时间:
"
<<pcb->
time_left<
"优先级数:
"
<<pcb->
pro_priority<
endl ;
ﻩ
ﻩﻩﻩ
ﻩﻩ//该进程是否执行结束
ﻩﻩﻩif(pcb->
time_left==0)
{
ﻩﻩﻩpcb2->
next=pcb2->next->next;
//将其在就绪队列中出列
pcb->
time_end=time;
//设置结束时间
pcb->
time_turn=pcb->
time_end-pcb->
time_submit+1;
//计算周转时间
pcb->
time_aver=pcb->
time_turn/(double)pcb->
time_exe;
ﻩﻩﻩﻩﻩﻩ//计算带权周转时间
pcb->
pro_state=END;
cout<<
\n进程"<<pcb->pro_id<
运行结束:
\n进程名字:
<
<pcb->
pro_name<<
提交时间:
ﻩﻩﻩﻩ<
pcb->
time_submit<<"
执行时间:
"
<
pcb->
time_exe<
开始时间:
<
time_start
ﻩ <
结束时间:
pcb->
time_end<
\nﻩ周转时间:
"
<
time_turn<
带权周转时间:
<
time_aver<
endl ;
ﻩﻩﻩﻩ}
ﻩﻩ}
}
ﻩ//模拟CPU工作结束
ﻩ cout<<
\n所有进程运行完毕!
endl;
double c=(time-freetime)/(do
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