时间片轮转算法和优先级调度算法C语言模拟实现收藏.docx

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时间片轮转算法和优先级调度算法C语言模拟实现收藏

Thefollowingtextisamendedon12November2020.

时间片轮转算法和优先级调度算法C语言模拟实现收藏

时间片轮转算法和优先级调度算法C语言模拟实现

一、目的和要求

进程调度是处理机管理的核心内容。

本实验要求用高级语言编写模拟进程调度程序，以便加深理解有关进程控制快、进程队列等概念，并体会和了解优先数算法和时间片轮转算法的具体实施办法。

二、实验内容

1.设计进程控制块PCB的结构，通常应包括如下信息：

进程名、进程优先数（或轮转时间片数）、进程已占用的CPU时间、进程到完成还需要的时间、进程的状态、当前队列指针等。

2.编写两种调度算法程序：

优先数调度算法程序

循环轮转调度算法程序

3.按要求输出结果。

三、提示和说明

分别用两种调度算法对伍个进程进行调度。

每个进程可有三种状态；执行状态（RUN）、就绪状态（READY,包括等待状态）和完成状态（FINISH），并假定初始状态为就绪状态。

（一）进程控制块结构如下：

NAME——进程标示符

PRIO/ROUND——进程优先数/进程每次轮转的时间片数（设为常数2）

CPUTIME——进程累计占用CPU的时间片数

NEEDTIME——进程到完成还需要的时间片数

STATE——进程状态

NEXT——链指针

注：

1.为了便于处理，程序中进程的的运行时间以时间片为单位进行计算；

2.各进程的优先数或轮转时间片数，以及进程运行时间片数的初值，均由用户在程序运行时给定。

（二）进程的就绪态和等待态均为链表结构，共有四个指针如下：

RUN——当前运行进程指针

READY——就需队列头指针

TAIL——就需队列尾指针

FINISH——完成队列头指针

（三）程序说明

1.在优先数算法中，进程优先数的初值设为：

50-NEEDTIME

每执行一次，优先数减1，CPU时间片数加1，进程还需要的时间片数减1。

在轮转法中，采用固定时间片单位（两个时间片为一个单位），进程每轮转一次，CPU时间片数加2，进程还需要的时间片数减2，并退出CPU，排到就绪队列尾，等待下一次调度。

2.程序的模块结构提示如下：

整个程序可由主程序和如下7个过程组成：

（1）INSERT1——在优先数算法中，将尚未完成的PCB按优先数顺序插入到就绪队列中；

（2）INSERT2——在轮转法中，将执行了一个时间片单位（为2），但尚未完成的进程的PCB，插到就绪队列的队尾；

（3）FIRSTIN——调度就绪队列的第一个进程投入运行；

（4）PRINT——显示每执行一次后所有进程的状态及有关信息。

（5）CREATE——创建新进程，并将它的PCB插入就绪队列；

（6）PRISCH——按优先数算法调度进程；

（7）ROUNDSCH——按时间片轮转法调度进程。

主程序定义PCB结构和其他有关变量。

（四）运行和显示

程序开始运行后，首先提示：

请用户选择算法，输入进程名和相应的NEEDTIME值。

每次显示结果均为如下5个字段：

namecputimeneedtimeprioritystate

注：

1．在state字段中，"R"代表执行态，"W"代表就绪（等待）态，"F"代表完成态。

2．应先显示"R"态的，再显示"W"态的，再显示"F"态的。

3．在"W"态中，以优先数高低或轮转顺序排队；在"F"态中，以完成先后顺序排队。

1./*

2.操作系统实验之时间片轮转算法和优先级调度算法

3.ByVisualC++

4.*/

#include<>

#include<>

#include<>

typedefstructnode

{

charname[20];/*进程的名字*/

intprio;/*进程的优先级*/

intround;/*分配CPU的时间片*/

intcputime;/*CPU执行时间*/

intneedtime;/*进程执行所需要的时间*/

charstate;/*进程的状态，W——就绪态，R——执行态，F——完成态*/

intcount;/*记录执行的次数*/

structnode*next;/*链表指针*/

}PCB;

PCB*ready=NULL,*run=NULL,*finish=NULL;/*定义三个队列，就绪队列，执行队列和完成队列*/

intnum;

voidGetFirst（）;/*从就绪队列取得第一个节点*/

voidOutput（）;/*输出队列信息*/

voidInsertPrio（PCB*in）;/*创建优先级队列，规定优先数越小，优先级越高*/

voidInsertTime（PCB*in）;/*时间片队列*/

voidInsertFinish（PCB*in）;/*时间片队列*/

voidPrioCreate（）;/*优先级输入函数*/

voidTimeCreate（）;/*时间片输入函数*/

voidPriority（）;/*按照优先级调度*/

voidRoundRun（）;/*时间片轮转调度*/

intmain（void）

{

charchose;

printf（"请输入要创建的进程数目:

\n"）;

scanf（"%d",&num）;

getchar（）;

printf（"输入进程的调度方法：

（P/R）\n"）;

scanf（"%c",&chose）;

switch（chose）

{

case'P':

case'p':

PrioCreate（）;

Priority（）;

break;

case'R':

case'r':

TimeCreate（）;

RoundRun（）;

break;

default:

break;

}

Output（）;

return0;

}

voidGetFirst（）/*取得第一个就绪队列节点*/

{

run=ready;

if（ready!

=NULL）

{

run->state='R';

ready=ready->next;

run->next=NULL;

}

}

voidOutput（）/*输出队列信息*/

{

PCB*p;

p=ready;

printf（"进程名\t优先级\t轮数\tcpu时间\t需要时间\t进程状态\t计数器\n"）;

while（p!

=NULL）

{

printf（"%s\t%d\t%d\t%d\t%d\t\t%c\t\t%d\n",p->name,p->prio,p->round,p->cputime,p->needtime,p->state,p->count）;

p=p->next;

}

p=finish;

while（p!

=NULL）

{

printf（"%s\t%d\t%d\t%d\t%d\t\t%c\t\t%d\n",p->name,p->prio,p->round,p->cputime,p->needtime,p->state,p->count）;

p=p->next;

}

p=run;

while（p!

=NULL）

{

printf（"%s\t%d\t%d\t%d\t%d\t\t%c\t\t%d\n",p->name,p->prio,p->round,p->cputime,p->needtime,p->state,p->count）;

p=p->next;

}

}

voidInsertPrio（PCB*in）/*创建优先级队列，规定优先数越小，优先级越低*/

{

PCB*fst,*nxt;

fst=nxt=ready;

if（ready==NULL）/*如果队列为空，则为第一个元素*/

{

in->next=ready;

ready=in;

}

else/*查到合适的位置进行插入*/

{

if（in->prio>=fst->prio）/*比第一个还要大，则插入到队头*/

{

in->next=ready;

ready=in;

}

else

{

while（fst->next!

=NULL）/*移动指针查找第一个别它小的元素的位置进行插入*/

{

nxt=fst;

fst=fst->next;

}

if（fst->next==NULL）/*已经搜索到队尾，则其优先级数最小，将其插入到队尾即可*/

{

in->next=fst->next;

fst->next=in;

}

else/*插入到队列中*/

{

nxt=in;

in->next=fst;

}

}

}

}

voidInsertTime（PCB*in）/*将进程插入到就绪队列尾部*/

{

PCB*fst;

fst=ready;

if（ready==NULL）

{

in->next=ready;

ready=in;

}

else

{

while（fst->next!

=NULL）

{

fst=fst->next;

}

in->next=fst->next;

fst->next=in;

}

}

voidInsertFinish（PCB*in）/*将进程插入到完成队列尾部*/

{

PCB*fst;

fst=finish;

if（finish==NULL）

{

in->next=finish;

finish=in;

}

else

{

while（fst->next!

=NULL）

{

fst=fst->next;

}

in->next=fst->next;

fst->next=in;

}

}

voidPrioCreate（）/*优先级调度输入函数*/

{

PCB*tmp;

inti;

printf（"输入进程名字和进程所需时间：

\n"）;

for（i=0;i

{

if（（tmp=（PCB*）malloc（sizeof（PCB）））==NULL）

{

perror（"malloc"）;

exit

（1）;

}

scanf（"%s",tmp->name）;

getchar（）;/*吸收回车符号*/

scanf（"%d",&（tmp->needtime））;

tmp->cputime=0;

tmp->state='W';

tmp->prio=50-tmp->needtime;/*设置其优先级，需要的时间越多，优先级越低*/

tmp->round=0;

tmp->count=0;

InsertPrio（tmp）;/*按照优先级从高到低，插入到就绪队列*/

}

}

voidTimeCreate（）/*时间片输入函数*/

{

PCB*tmp;

inti;

printf（"输入进程名字和进程时间片所需时间：

\n"）;

for（i=0;i

{

if（（tmp=（PCB*）malloc（sizeof（PCB）））==NULL）

{

perror（"malloc"）;

exit

（1）;

}

scanf（"%s",tmp->name）;

getchar（）;

scanf（"%d",&（tmp->needtime））;

tmp->cputime=0;

tmp->state='W';

tmp->prio=0;

tmp->round=2;/*假设每个进程所分配的时间片是2*/

tmp->count=0;

InsertTime（tmp）;

}

}

voidPriority（）/*按照优先级调度，每次执行一个时间片*/

{

intflag=1;

GetFirst（）;

while（run!

=NULL）/*当就绪队列不为空时，则调度进程如执行队列执行*/

{

Output（）;/*输出每次调度过程中各个节点的状态*/

while（flag）

{

run->prio-=3;/*优先级减去三*/

run->cputime++;/*CPU时间片加一*/

run->needtime--;/*进程执行完成的剩余时间减一*/

if（run->needtime==0）/*如果进程执行完毕，将进程状态置为F，将其插入到完成队列*/

{

run->state='F';

run->count++;/*进程执行的次数加一*/

InsertFinish（run）;

flag=0;

}

else/*将进程状态置为W，入就绪队列*/

{

run->state='W';

run->count++;/*进程执行的次数加一*/

InsertTime（run）;

flag=0;

}

}

flag=1;

GetFirst（）;/*继续取就绪队列队头进程进入执行队列*/

}

}

voidRoundRun（）/*时间片轮转调度算法*/

{

intflag=1;

GetFirst（）;

while（run!

=NULL）

{

Output（）;

while（flag）

{

run->count++;

run->cputime++;

run->needtime--;

if（run->needtime==0）/*进程执行完毕*/

{

run->state='F';

InsertFinish（run）;

flag=0;

}

elseif（run->count==run->round）/*时间片用完*/

{

run->state='W';

run->count=0;/*计数器清零，为下次做准备*/

InsertTime（run）;

flag=0;

}

}

flag=1;

GetFirst（）;

}

}