实验三 进程调度的模拟实验

1. 目的和要求

用高级语言完成一个进程调度程序，以加深对进程的概念及进程调度算法的理解。

实验要求

设计一个有 N（N不小于5）个进程并发执行的进程调度模拟程序。

进程调度算法：“时间片轮转法”调度算法对N个进程进行调度。 

2. 实验内容

完成两个算法(简单时间片轮转法、多级反馈队列调度算法)的设计、编码和调试工作，完成实验报告。

 

1) 每个进程有一个进程控制块（PCB）表示。进程控制块包含如下信息：进程名、优先级、到达时间、需要运行时间、已用CPU时间、进程状态等等。 

2) 每个进程的状态可以是就绪 r（ready）、运行R（Running）、或完成F（Finished）三种状态之一。

3) 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。

4) 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，应把它插入就绪队列等待下一次调度。

5) 每进行一次调度,程序都打印一次运行进程、就绪队列中各个进程的 PCB，以便进行检查。 

 

3. 实验原理及核心算法 

“轮转法”有简单轮转法、多级反馈队列调度算法。

(1). 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的时间片长度相同。如果运行进程用完它的时间片后还未完成，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。

 

(2). 多级反馈队列调度算法的基本思想是：

将就绪队列分为N级（N＝3～5），每个就绪队列优先数不同并且分配给不同的时间片：队列级别越高，优先数越低，时间片越长；级别越小，优先数越高，时间片越短。

系统从第一级调度，当第一级为空时，系统转向第二级队列，.....当处于运行态的进程用完一个时间片，若未完成则放弃CPU，进入下一级队列。

当进程第一次就绪时，进入第一级队列。 

4. 实验环境

自主选择实验环境。可以选用Turbo C作为开发环境。也可以选用Windows下的可视化环境，利用各种控件较为方便。

5. 源代码

#include<stdio.h>

#include<stdlib.h>
#include<string.h>
#define MAX 100


typedef struct
{
char name[4];//进程名
int priority;//优先级
int starttime;//到达系统时间
int needtime;//运行时间
int cputime;//已用CPU时间
char state;//进程状态
}pr;

pr a[MAX];
int n;//进程数
int t;//时间片大小
void input()
{
int i;
printf("请输入进程的名字,优先级,到达系统时间,运行时间:\n");
for(i=0;i<n;i++)
{
scanf("%s",&a[i].name);
scanf("%d",&a[i].priority);
scanf("%d",&a[i].starttime);
scanf("%d",&a[i].needtime);
a[i].cputime=0;
a[i].state='W';
}
}


void Sort()
{
int i,j;
pr temp; 
for(i=0;i<n-1;i++) //先按到达系统时间排序
{ 
for(j=0;j<n-1-i;j++)
if(a[j].starttime>a[j+1].starttime)
{

temp=a[j];
a[j]=a[j+1];
a[j+1]=temp; 
}
}

for(i=0;i<n-1;i++) //再按优先级排序，数字高则优先级高
{ 
for(j=0;j<n-1-i;j++)
if(a[j].priority<a[j+1].priority)
{
temp=a[j];
a[j]=a[j+1];
a[j+1]=temp;
}
}
if (a[0].state!='F')
{ 
a[0].state='R'; 
//将优先级最高的状态置为运行
}
}

void output()
{ 
int i; 
Sort();//先排好序再打印输出
printf("\t进程名 优先级 到达时间 运行时间 已用时间 进程状态 \n");
for(i=0;i<n;i++)
{
printf("%8s%10d%10d%10d%10d%10c\n",a[i].name,a[i].priority,a[i].starttime,a[i].needtime,a[i].cputime,a[i].state);
}
printf("\n\n");
}

void RR()
{
//每次运行进程只针对排好序后的第一个进程即第0号元素
//当第一个进程运行完一个时间片优先级减一后再对进程进行按到达系统时间
//和优先级排序，所以实现了根据优先级的时间片轮转执行进程
do{
if((a[0].needtime-a[0].cputime)>t)//若剩余时间大于时间片
{
a[0].cputime+=t;
a[0].priority--;//优先级减一
a[0].state='W';//执行完一个时间片后变为等待状态}//已用时间加上时间片
}
else
{
a[0].cputime=a[0].needtime;//已用时间等于运行时间
a[0].priority=-10000;//优先级为-10000，表示完成进程
a[0].state='F';
}
output();//打印结果，函数内部含有排序算法
} while(a[0].state!='F');
}


int main()
{
printf("请输入进程数n:");
scanf("%d",&n);
printf("\n");
printf("请输入时间片大小t:");
scanf("%d",&t);
printf("\n");
input();
output();//输入进程按排序后显示，函数内部含有排序算法
RR();
}

6. 实验结果

 

7. 结论

              由于个人问题,实验三自己做的话不能够做出来,所以我去借鉴了同学的代码,在其基础上修改了一些代码,总体上还是能勉强过得去.但毕竟自己做的少,印象也没那么深刻,所以我明白了实验需要自己动手做,这样才能体会其中的苦乐,学到的更多.