进程调度算法.docx
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进程调度算法
一、实验目的
用高级语言编写和调试一个进程调度程序,以加深对进程的概念及进程调度算法的理解。
二、实验内容与步骤
(1)进程调度程序要求
进程调度算法:
采用最高优先数优先的调度算法(即把处理机分配给优先数最高的进程)和先来先服务算法。
每个进程有一个进程控制块(PCB)表示。
进程控制块可以包含如下信息:
进程名、优先数、到达时间、需要运行时间、已用CPU时间、进程状态等等。
进程的优先数及需要的运行时间可以事先人为的指定(也可以由随机数产生)。
进程的到达时间为进程输入的时间。
进程的运行时间以时间片为单位进行计算。
每个进程的状态可以是就绪W(Wait)、运行R(Run)、或完成F(Finish)三种状态之一。
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。
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CPU。
每进行一次调度程序都打印一次运行进程、就绪队列、以及各个进程的PCB,以便进行检查。
重复以上过程,直到所有进程都完成为止。
(2)调度算法流程图
(3)参考源代码(修改后代码如下:
)
jingchendiaodu.cpp
#include"stdio.h"
#include
#include
#include
#definegetpch(type)(type*)malloc(sizeof(type))
#defineNULL0
structpcb{/*定义进程控制块PCB*/
charname[10];
charstate;
intsuper;
intntime;
intrtime;
structpcb*link;
}*ready=NULL,*p;
typedefstructpcbPCB;
voidsort()/*建立对进程进行优先级排列函数*/
{
PCB*first,*second;
intinsert=0;
if((ready==NULL)||((p->super)>(ready->super)))/*优先级最大者,插入队首*/
{
p->link=ready;
ready=p;
}
else/*进程比较优先级,插入适当的位置中*/
{
first=ready;
second=first->link;
while(second!
=NULL)
{
if((p->super)>(second->super))/*若插入进程比当前进程优先数大,*/
{/*插入到当前进程前面*/
p->link=second;
first->link=p;
second=NULL;
insert=1;
}
else/*向后移动指针*/
{
first=first->link;
second=second->link;
}
}
/*插入进程优先数最低,则插入到队尾*/
if(insert==0)first->link=p;
}
}
voidinput()/*建立进程控制块函数*/
{
inti,num;
//clrscr();/*清屏*/
//system("cls");
printf("\n请输入进程号?
");
scanf("%d",&num);
for(i=0;i { printf("\n进程号No.%d: \n",i); p=getpch(PCB); printf("\n输入进程名: "); scanf("%s",p->name); printf("\n输入进程优先数: "); scanf("%d",&p->super); printf("\n输入进程运行时间: "); scanf("%d",&p->ntime); printf("\n"); p->rtime=0;p->state='w'; p->link=NULL; sort();/*调用sort函数*/ } } intspace() { intl=0;PCB*pr=ready; while(pr! =NULL) { l++; pr=pr->link; } return(l); } voiddisp(PCB*pr)/*建立进程显示函数,用于显示当前进程*/ { printf("\nqname\tstate\tsuper\tndtime\truntime\n"); printf("|%s\t",pr->name); printf("|%c\t",pr->state); printf("|%d\t",pr->super); printf("|%d\t",pr->ntime); printf("|%d\t",pr->rtime); printf("\n"); } voidcheck()/*建立进程查看函数*/ { PCB*pr; printf("\n****当前正在运行的进程是: %s",p->name);/*显示当前运行进程*/ disp(p); pr=ready; printf("\n****当前就绪队列状态为: \n");/*显示就绪队列状态*/ while(pr! =NULL) { disp(pr); pr=pr->link; } } voiddestroy()/*建立进程撤消函数(进程运行结束,撤消进程)*/ { printf("\n进程[%s]已完成.\n",p->name); free(p); } voidrunning()/*建立进程就绪函数(进程运行时间到,置就绪状态*/ { (p->rtime)++; if(p->rtime==p->ntime) destroy();/*调用destroy函数*/ else { (p->super)--; p->state='w'; sort();/*调用sort函数*/ } } voidmain()/*主函数*/ { intlen,h=0; charch; input(); len=space(); while((len! =0)&&(ready! =NULL)) { ch=getchar(); h++; printf("\nTheexecutenumber: %d\n",h); p=ready; ready=p->link; p->link=NULL; p->state='R'; check(); running(); printf("\n按任一键继续......"); ch=getchar(); } printf("\n\n进程已经完成.\n"); ch=getchar(); } 3.1.3参考题目 (1)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”调度算法对五个进程进行调度。 “最高优先数优先”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。 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。 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,并且可以按一定原则修改优先数。 例如: 在进程获得一次CPU后就将其优先数减少1。 或者进程等待的时间超过某一时限时增加其优先数的值,等等。 #include"stdio.h" #include #include #definegetpch(type)(type*)malloc(sizeof(type)) #defineNULL0 structpcb{ charname[10]; charstate; intsuper; intntime; intrtime; structpcb*link; }*ready=NULL,*p; typedefstructpcbPCB; voidsort() { PCB*first,*second; intinsert=0; if((ready==NULL)||((p->super)>(ready->super))) { p->link=ready; ready=p; } else { first=ready; second=first->link; while(second! =NULL) { if((p->super)>(second->super)) { p->link=second; first->link=p; second=NULL; insert=1; } else { first=first->link; second=second->link; } } if(insert==0)first->link=p; } } voidinput() { inti; system("cls"); printf("\n\n\t\t*********************************************\t\t\n"); printf("\t\t\t\t最高优先数优先算法\n"); printf("\t\t*********************************************\t\t\n"); printf("\n请输入五个进程信息: \n"); for(i=0;i<5;i++) { printf("\n进程号No.%d: \n",i); p=getpch(PCB); printf("\n输入进程名: "); scanf("%s",p->name); printf("\n输入进程优先数: "); scanf("%d",&p->super); printf("\n输入进程运行时间: "); scanf("%d",&p->ntime); printf("\n"); p->rtime=0;p->state='w'; p->link=NULL; sort(); } } intspace() { intl=0;PCB*pr=ready; while(pr! =NULL) { l++; pr=pr->link; } return(l); } voiddisplay(PCB*pr) { printf("\npname\tstate\tsuper\tndtime\truntime\n"); printf("|%s\t",pr->name); printf("|%c\t",pr->state); printf("|%d\t",pr->super); printf("|%d\t",pr->ntime); printf("|%d\t",pr->rtime); printf("\n"); } voidcheck() { PCB*pr; printf("\n****当前正在运行的进程是: %s",p->name); display(p); pr=ready; printf("\n****当前就绪队列状态为: \n"); while(pr! =NULL) { display(pr); pr=pr->link; } } voiddestroy() { printf("\n进程[%s]已完成.\n",p->name); free(p); } voidrunning() { (p->rtime)++; if(p->rtime==p->ntime) destroy(); else { (p->super)--; p->state='w'; sort(); } } voidPriority() { intlen,h=0; charch; system("cls"); input(); len=space(); while((len! =0)&&(ready! =NULL)) { ch=getchar(); h++; printf("\nTheexecutenumber: %d\n",h); p=ready; ready=p->link; p->link=NULL; p->state='R'; check(); running(); printf("\n按任一键继续......"); } printf("\n\n进程已经完成.\n"); ch=getchar(); } voidmenu() { system("cls"); printf("\t\t*********************************************\t\t\n"); printf("\n\n\n\t\t\t最高优先数优先算法."); Priority(); system("cls"); } voidmain() { menu(); } 中间省略部分截图 (2)编写并调试一个模拟的进程调度程序,采用“轮转法”调度算法对五个进程进行调度。 轮转法可以是简单轮转法、可变时间片轮转法,或多队列轮转法。 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的时间片相同。 如果运行进程用完它的时间片后还为完成,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。 #include"stdio.h" #include #include #definegetpch(type)(type*)malloc(sizeof(type)) #defineNULL0 structpcb{ charname[10]; charstate; intsuper; intntime; intrtime; structpcb*link; }*ready=NULL,*p; typedefstructpcbPCB; intspace() { intl=0;PCB*pr=ready; while(pr! =NULL) { l++; pr=pr->link; } return(l); } voiddestroy() { printf("\n进程[%s]已完成.\n",p->name); free(p); } voidsort1() { PCB*q; q=ready; if(ready==NULL)ready=p; else { while(q->link! =NULL){q=q->link;} q->link=p; } } voidrunning1() { (p->rtime)++; if(p->rtime==p->ntime) destroy(); else { p->state='w'; sort1(); } } voidinput1() { inti; system("cls"); printf("\n\n\t\t*********************************************\t\t\n"); printf("\t\t\t\t轮转法算法\n"); printf("\t\t*********************************************\t\t\n"); printf("\n请输入五个进程信息: \n"); for(i=0;i<5;i++) { printf("\n进程号No.%d: \n",i); p=getpch(PCB); printf("\n输入进程名: "); scanf("%s",p->name); printf("\n输入进程运行时间: "); scanf("%d",&p->ntime); printf("\n"); p->rtime=0;p->state='w'; p->link=NULL; sort1(); } } voiddisplay1(PCB*pr) { printf("\npname\tstate\tndtime\truntime\n"); printf("|%s\t",pr->name); printf("|%c\t",pr->state); printf("|%d\t",pr->ntime); printf("|%d\t",pr->rtime); printf("\n"); } voidcheck1() { PCB*pr; printf("\n****当前正在运行的进程是: %s",p->name); display1(p); pr=ready; printf("\n****当前就绪队列状态为: \n"); while(pr! =NULL) { display1(pr); pr=pr->link; } } voidRoundRobin() { intlen,h=0; charch; system("cls"); input1(); len=space(); while((len! =0)&&(ready! =NULL)) { ch=getchar(); h++; printf("\nTheexecutenumber: %d\n",h); p=ready; ready=p->link; p->link=NULL; p->state='R'; check1(); running1(); printf("\n按任一键继续......"); } printf("\n\n进程已经完成.\n"); ch=getchar(); } voidmenu() { system("cls"); printf("\n\t\t\t轮转法算法."); RoundRobin(); system("cls"); } voidmain() { menu(); } 中间省略部分截图 四、试验总结 (1)通过本次试验初步了解怎样用高级语言来编写和调试一个进程调度程序,加深对进程的概念及进程调度算法的理解,了解了有关进程控制块、进程队列的概念,并体会和了解优先级算法和轮转法调度算法的具体实施过程; (2)在采用最高优先数优先的调度算法中,每个进程有一个进程控制块表示。 包含进程名、优先数、到达时间、需要运行时间等信息,根据手工输入进程的优先数及需要的运行时间通过算法对进程进行调度; (3)在采用轮转法调度算法的进程处理中直接根据每个进程的状态一次调度进程; (4)由于老师给出了算法的参考代码,所以编写代码的时候难度明显降低,深刻了解了进程在系统内部具体的调用方法。
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- 关 键 词:
- 进程 调度 算法