进程动态优先级调度
简单的进程优先级动态调度
cup运行： 每执行一次，优先级减一，运行时间减一。
就绪队列中的进程：每次按优先级降序排序（优先级越大越优先执行），若优先级相等再按时间升序排序（时间越小越优先执行）。
所用知识点：结构体数组、结构体排序。
1 /******************************************* 2 * 3 * File : pro.c 4 * describe: 操作系统进程调度，动态优先级算法 5 * Author : 阿Q 6 * Iime : 2016.11.19 7 * 8 *******************************************/ 9 #include<stdio.h> 10 #define P 5 11 #define PrintF(proprety) printf("%s\t",proprety) 12 struct pcb { //定义进程结构 13 int pid; //进程Id 14 struct pcb *next; //指向下一个进程 15 int time; //进程所需执行的时间 16 int priority; //进程优先级 17 int state; //进程执行的状态，只有0、1状态.0未执行，1已执行 18 }; 19 struct pcb pro[P]= {//初始化5个进程 20 {0,1,6,3,0}, 21 {1,2,4,4,0}, 22 {2,3,4,3,0}, 23 {3,4,4,2,0}, 24 {4,0,1,0,0}, 25 }; 26 27 /******************************************* 28 * 29 * Function : 显示所有进程的状态 30 * 31 *******************************************/ 32 void display() { 33 int i=0,property=5; 34 PrintF("\npid"); 35 for(i=0; i<P; i++) { 36 printf("%d\t",pro[i].pid); 37 } 38 PrintF("\nnext"); 39 for(i=0; i<P; i++) { 40 printf("%d\t",pro[i].next); 41 } 42 PrintF("\ntime"); 43 for(i=0; i<P; i++) { 44 printf("%d\t",pro[i].time); 45 } 46 PrintF("\npri"); 47 for(i=0; i<P; i++) { 48 printf("%d\t",pro[i].priority); 49 } 50 PrintF("\nstate"); 51 for(i=0; i<P; i++) { 52 printf("%d\t",pro[i].state); 53 } 54 printf("\n"); 55 } 56 57 /******************************************* 58 * 59 * Function : 对结构体进行排序，按优先级降序*时间升序 60 * 61 *******************************************/ 62 int cmp(const void *a,const void *b) { 63 struct pcb *aa=(struct pcb *)a; 64 struct pcb *bb=(struct pcb *)b; 65 66 //如果进程执行结束，则直接返回状态 67 if(aa->time==0||aa->state==1)return 1; 68 else if(bb->time==0||bb->state==1)return -1; 69 70 if(bb->priority!=aa->priority) 71 return (bb->priority - aa->priority); 72 else 73 return (aa->time - bb->time); 74 } 75 76 /******************************************* 77 * 78 * Function : 进程排序 需要子函数 cmp() 79 * 80 *******************************************/ 81 void reSort() { 82 qsort(pro,P,sizeof(pro[0]),cmp); 83 } 84 85 /******************************************* 86 * 87 * Function : 检查是否存在未执行完的程序 88 * 89 *******************************************/ 90 int check() { 91 int i=0; 92 for(i=0; i<P; i++) { 93 if(!pro[i].state)return 1; 94 } 95 return 0; 96 } 97 98 /******************************************* 99 * 100 * Function : 修改指针指向 101 * 102 *******************************************/ 103 void rePoint() { 104 int i=0; 105 for(; i<P; i++) { 106 if(pro[i].state&&i>0) { 107 pro[i-1].next=0; 108 } 109 if(i<(P-1)) 110 pro[i].next=pro[i+1].pid; 111 } 112 } 113 114 int main() { 115 int f=0,i=1; 116 printf("初始状态为："); 117 display(); 118 while(check()) {//每执行完一次，测试是否还有进程未执行完 119 printf("第%d次运行后:",i++); 120 //pro[0]为第一个进程，这里当作是在CUP中执行的进程.每次执行执行时间减一，优先级减一。 121 pro[0].time-=1;//执行一次进程执行时间减一 122 pro[0].priority-=1;//动态优先级，每执行一次优先级减一 123 124 if(pro[0].time==0)pro[0].state=1,pro[0].priority=-1,pro[0].next=0;//如果该进程执行完毕，及执行时间为0,则状态该为1，同时调整优先级，指针调制为0 125 reSort();//重排进程 126 rePoint();//重排指针 127 display();//输出 128 } 129 printf("进程以全部运行完毕\n"); 130 return 0; 131 }
具有就绪队列、阻塞队列的动态优先级调度。
1 /********************************************************************************************************************** 2 * 3 * File : pro.cpp 4 * Time : 2016.12.04 5 * Introduce : CPU每执行一次,就绪队列中进程优先级+1，CPU执行中的进程优先级-3，阻塞中的优先级不增加，增加阻塞时间。 6 * 如果就绪队列中进程的优先级比CPU中的进程优先级高，则CPU中的进程进入阻塞队列，进程最长阻塞时间默认为3(每次+1，>=3,进入就绪队列）。 7 * 8 **********************************************************************************************************************/ 9 #include<stdio.h> 10 #include<stdlib.h> 11 #define N 6 12 13 // 待插入就绪队列的进程数据 14 int id[N] = { 0, 1, 2, 3, 4, 5 }; 15 int priority[N] = { 14, 38, 27, 9, 7, 18 }; 16 int cpuTime[N] = { 0, 0, 0, 0, 0, 0 }; 17 int allTime[N] = { 5, 2, 3, 4, 2, 1 }; 18 19 20 /********************************* 21 * 22 * 模拟进程/PCB数据结构 23 * 24 *********************************/ 25 26 // 枚举进程的状态：就绪、执行、阻塞、完成 27 enum STATE { Ready, Run, Block, Finish }; 28 29 30 // 建立PCB结构体 31 struct PCB { 32 int id; // 标志数 33 int priority; // 优先数 34 int cpuTime; // 已占CPU时间 35 int allTime; // 还需占CPU时间 36 int blockTime; // 已被阻塞的时间 37 STATE state; // 进程状态 38 PCB *pre; // PCB的前指针 39 PCB *nxt; // PCB的后指针 40 }; 41 42 43 /********************************* 44 * 45 * 模拟进程队列 46 * 47 *********************************/ 48 49 // 进程入列 50 void queQush(PCB *process, PCB *queHead) { 51 process->pre = NULL; 52 process->nxt = queHead->nxt; 53 if(queHead->nxt != NULL) { 54 // 非第一个入列 55 queHead->nxt->pre = process; 56 } 57 queHead->nxt = process; 58 } 59 // 进程出列 60 void quePop(PCB *process, PCB *queHead) { 61 if(process->pre != NULL) { 62 // 不是头节点 63 process->pre->nxt = process->nxt; 64 } else { 65 queHead->nxt = process->nxt; 66 } 67 if(process->nxt != NULL) { 68 // 不是尾节点 69 process->nxt->pre = process->pre; 70 } 71 // 清空进程指针 72 process->pre = process->nxt = NULL; 73 } 74 // 查看队列里进程的信息 75 void queWalk(PCB *queHead) { 76 PCB *pro = queHead->nxt; 77 if(pro == NULL) { 78 printf("(无进程)\n"); 79 return; 80 } 81 while(pro != NULL) { 82 printf("id:%d, pri:%d, alltime:%d\n", pro->id, 83 pro->priority, pro->allTime); 84 pro = pro->nxt; 85 } 86 } 87 88 /********************************* 89 * 90 * 模拟就绪队列 91 * 92 **********************************/ 93 94 int readyQueNum; // 就绪队列的进程数量 95 PCB readyQueHead; // 就绪队列的头部 96 PCB *readyMaxProcess; // 就绪队列中优先级最高的进程 97 98 99 // 进程插入到就绪队列 100 void readyQueQush(PCB *process) { 101 readyQueNum ++; 102 process->state = Ready; 103 queQush(process, &readyQueHead); 104 } 105 // 优先级最高的进程出列 106 PCB* readyQuePop() { 107 readyQueNum --; 108 quePop(readyMaxProcess, &readyQueHead); 109 return readyMaxProcess; 110 } 111 //更新就绪队列 112 void readyQueUpdate() { 113 int maxPriority = -1; 114 PCB *pro = readyQueHead.nxt; 115 if(pro == NULL) { 116 // 就绪队列没有进程 117 readyMaxProcess = NULL; 118 return; 119 } 120 while(pro != NULL) { 121 pro->priority ++; 122 if(pro->priority > maxPriority) { 123 maxPriority = pro->priority; 124 readyMaxProcess = pro; 125 } 126 pro = pro->nxt; 127 } 128 } 129 // 返回就绪队列最高优先级的值 130 int readyMaxPriority() { 131 return readyMaxProcess->priority; 132 } 133 // 查看就绪队列里进程的信息 134 void readyQueWalk() { 135 printf("就绪队列里的进程信息为：\n"); 136 queWalk(&readyQueHead); 137 } 138 139 140 /********************************* 141 * 142 * 模拟阻塞队列 143 * 144 *********************************/ 145 146 #define EndBlockTime 3 // 进程最长被阻塞时间 147 148 149 int blockQueNum; // 阻塞队列的进程数量 150 PCB blockQueHead; // 阻塞队列的头部 151 PCB *blockMaxProcess; // 阻塞队列中优先级最高的进程 152 153 154 // 进程插入到阻塞队列 155 void blockQueQush(PCB *process) { 156 blockQueNum ++; 157 process->blockTime = 0; 158 process->state = Block; 159 queQush(process, &blockQueHead); 160 } 161 // 优先级最高的进程出列 162 PCB* blockQuePop() { 163 blockQueNum --; 164 quePop(blockMaxProcess, &blockQueHead); 165 return blockMaxProcess; 166 } 167 // 每个时间片，更新阻塞队列里进程的信息 168 void blockQueUpdate() { 169 int maxPriority = -1; 170 PCB *pro = blockQueHead.nxt; 171 while(pro != NULL) { 172 pro->blockTime ++; 173 if(pro->blockTime >= EndBlockTime) { 174 PCB *process = pro; 175 pro = pro->nxt; 176 // 阻塞时间到，调入就绪队列 177 blockQueNum --; 178 quePop(process, &blockQueHead); 179 readyQueQush(process); 180 } else if(pro->priority > maxPriority) { 181 // 更新阻塞队列里优先级最高的进程指针 182 maxPriority = pro->priority; 183 blockMaxProcess = pro; 184 pro = pro->nxt; 185 } 186 } 187 } 188 // 查看阻塞队列里进程的信息 189 void blockQueWalk() { 190 printf("阻塞队列里的进程信息为：\n"); 191 queWalk(&blockQueHead); 192 } 193 194 195 /******************************** 196 * 197 * 模拟动态优先权的进程调度 198 * 199 *********************************/ 200 201 // 初始化数据 202 void initData() { 203 // 初始化就绪队列和阻塞队列 204 readyQueNum = blockQueNum = 0; 205 readyMaxProcess = blockMaxProcess = NULL; 206 readyQueHead.pre = readyQueHead.nxt = NULL; 207 blockQueHead.pre = blockQueHead.nxt = NULL; 208 // 初始化进程进入就绪队列 209 int i, maxPriority = -1; 210 for(i = 0; i < N; i ++) { 211 // 分配一个PCB的内存空间 212 PCB *pro = (PCB *)malloc(sizeof(PCB)); 213 // 给当前的PCB赋值 214 pro->id = id[i]; 215 pro->priority = priority[i]; 216 pro->cpuTime = cpuTime[i]; 217 pro->allTime = allTime[i]; 218 pro->blockTime = 0; 219 if(pro->allTime > 0) { 220 // 插入到就绪队列中 221 readyQueQush(pro); 222 // 更新就绪队列优先级最高的进程指针 223 if(pro->priority > maxPriority) { 224 maxPriority = pro->priority; 225 readyMaxProcess = pro; 226 } 227 } 228 } 229 } 230 // 模拟cpu执行1个时间片的操作 231 void cpuWord(PCB *cpuProcess) { 232 cpuProcess->priority -= 3;//优先级-3 233 if(cpuProcess->priority < 0) { 234 cpuProcess->priority = 0; 235 } 236 cpuProcess->cpuTime ++; 237 cpuProcess->allTime --; 238 // 显示正执行进程的信息： 239 printf("CPU正执行的进程信息为：\n"); 240 printf("id:%d, pri:%d, alltime:%d\n", cpuProcess->id, 241 cpuProcess->priority, cpuProcess->allTime); 242 } 243 244 245 int main() { 246 int timeSlice = 0; // 模拟时间片 247 int cpuBusy = 0; // 模拟cpu状态 248 PCB *cpuProcess = NULL; // 当前在cpu执行的进程 249 250 // 初始化数据 251 initData(); 252 // 模拟进程调度 253 while(1) { 254 if(readyQueNum == 0 && blockQueNum == 0 && cpuBusy == 0) { 255 // 就绪队列、阻塞队列和cpu无进程，退出 256 break; 257 } 258 if(cpuBusy == 0) { 259 // cpu空闲，选择一个进程进入cpu 260 if(readyQueNum > 0) { 261 // 选择绪队列优先级最高的进程 262 cpuProcess = readyQuePop(); 263 } else { 264 // 就绪队列没有进程，改为选择阻塞队列优先级最高的进程 265 cpuProcess = blockQuePop(); 266 } 267 cpuProcess->cpuTime = 0; 268 cpuProcess->state = Run; 269 cpuBusy = 1; 270 } 271 timeSlice ++; 272 printf("\n第%d个时间片后：\n", timeSlice); 273 // 模拟cpu执行1个时间片的操作 274 cpuWord(cpuProcess); 275 if(cpuProcess->allTime == 0) { 276 cpuProcess->state = Finish; 277 printf("\t--\t--\t--进程 %d 完成任务\n",cpuProcess->id); 278 // 释放已完成进程的PCB 279 free(cpuProcess); 280 cpuBusy = 0; 281 } 282 // 更新就绪队列和阻塞队列里的进程信息 283 blockQueUpdate(); 284 readyQueUpdate(); 285 // 查看就绪队列和阻塞队列的进程信息 286 readyQueWalk(); 287 blockQueWalk(); 288 if(cpuBusy == 1 && readyQueNum >0 && 289 cpuProcess->priority < readyMaxPriority()) { 290 // 需抢占cpu，当前执行的进程调入阻塞队列 291 blockQueQush(cpuProcess); 292 cpuProcess = readyQuePop(); 293 } 294 } 295 printf("\n模拟进程调度算法结束\n"); 296 return 0; 297 }
