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
时间片轮转算法和优先级调度算法C语言模拟实现收藏
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:
name cputime needtime priority state
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。
viewplaincopytoclipboardprint?
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.By Visual C++ 6.0
4.*/
#include
#include
#include
typedef struct node
{
char name[20]; /*进程的名字*/
int prio; /*进程的优先级*/
int round; /*分配CPU的时间片*/
int cputime; /*CPU执行时间*/
int needtime; /*进程执行所需要的时间*/
char state; /*进程的状态,W——就绪态,R——执行态,F——完成态*/
int count; /*记录执行的次数*/
struct node *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*/
int num;
void GetFirst(); /*从就绪队列取得第一个节点*/
void Output(); /*输出队列信息*/
void InsertPrio(PCB *in); /*创建优先级队列,规定优先数越小,优先级越高*/
void InsertTime(PCB *in); /*时间片队列*/
void InsertFinish(PCB *in); /*时间片队列*/
void PrioCreate(); /*优先级输入函数*/
void TimeCreate(); /*时间片输入函数*/
void Priority(); /*按照优先级调度*/
void RoundRun(); /*时间片轮转调度*/
int main(void)
{
char chose;
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();
return 0;
}
void GetFirst() /*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;
}
}
void Output() /*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;
}
}
void InsertPrio(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;
}
}
}
}
void InsertTime(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;
}
}
void InsertFinish(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;
}
}
void PrioCreate() /*优先级调度输入函数*/
{
PCB *tmp;
int i;
printf("输入进程名字和进程所需时间:
\n");
for(i = 0;i < num; 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*/
}
}
void TimeCreate() /*时间片输入函数*/
{
PCB *tmp;
int i;
printf("输入进程名字和进程时间片所需时间:
\n");
for(i = 0;i < num; 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);
}
}
void Priority() /*按照优先级调度,每次执行一个时间片*/
{
int flag = 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*/
}
}
void RoundRun() /*时间片轮转调度算法*/
{
int flag = 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;
}
else if(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();
}
}
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