实验三

一、        实验目的

 

     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。

 

 

二、        实验内容和要求

    1.2.1例题：设计一个有 N个进程并发执行的进程调度模拟程序。

进程调度算法：采用最高优先级优先的调度算法（即把处理机分配给优先级最高的进程）和先来先服务（若优先级相同）算法。

(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).  进程的优先级及需要的运行时间可以事先人为地指定，进程的运行时间以时间片为单位进行计算。

(3).  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。

(4).  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。

(5).  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调度。

(6).  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。 　　

(7).  重复以上过程，直到所要进程都完成为止。

(8). 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，并且可以按一定规则修改优先数。例如：在进程获得一次CPU后就将其优先数减少1，并且进程等待的时间超过某一时限（2个时间片时间）时增加其优先数等。

 

三、        实验方法、步骤及结果测试

 

源程序名：进程调度.cpp

1. 1.      原理分析及流程图

                       

代码如下：

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include <conio.h>
#include <string.h>

struct Process { 
    //定义作业控制块PCB  
    char name[10];              //进程名
    int value;                  //进程优先级    
    int reachtime;               //进程到达时间   
    int needtime;              //进程所需的运行时间
    int cputime;            //已用CPU时间
    char state[20];           //状态
    int w;                    //等待的时间片次数
}; 
struct Process PCB[24]={0};

int input(Process *PCB,int n);
void output(Process *PCB,int n);
void math(Process *PCB,int n,int time);                //算法
int isfinished(Process *PCB,int n);                    //判断是否完成
int unfinished(Process *PCB,int n,int runtime);        //最高优先级&&没运行完

void math(Process *PCB,int n,int time)
{
    int i=0,k=0;
    int runtime=0;
    output(PCB, n);
    do{       
        k=unfinished(PCB, n,runtime);
        PCB[k].value--;        
        PCB[k].cputime++;
        
        if(PCB[k].value<0)
        {            
            PCB[k].value=0;
        }
        if(PCB[k].cputime*time>=PCB[k].needtime)
        {
            strcpy(PCB[k].state,"finish");
        }
        for(i=0;i<n;i++)
        {
            if(i==k)
            {
                PCB[i].w=0;
            }
            if(i!=k&&PCB[i].reachtime<=runtime&&PCB[i].state[0]!='f')
            {
                PCB[i].w++;
                if(PCB[i].w==2)
                {
                    PCB[i].value++;
                    PCB[i].w=0;
                }
            }
        }
        output(PCB, n);
        runtime++;
    }while(isfinished(PCB, n)!=1);
    
}

int isfinished(Process *PCB,int n)            
{
    int count=0;
    int i=0;
    for(;i<n;i++)
    {
        if(PCB[i].state[0]=='f')
            count++;
    }
    if(count==n)
    {
        return 1;
    }
    return 0;
}

int unfinished(Process *PCB,int n,int runtime)
{
    int i=0;   
    int MAX=0;
    int k=0;
    for(;i<n;i++)
    {
        if(PCB[i].reachtime<=runtime&&PCB[i].state[0]=='r'&&PCB[i].value>MAX)
        {
            MAX=PCB[i].value;
            k=i;
        }      
    }
    return k;   
}

int input(Process *PCB,int n)
{
    int i;
    printf("进程数:");
    scanf("%d",&n);
    for(i=0;i<n;i++)
    {
        printf("进程名:",i+1);
        scanf("%s",&PCB[i].name);
        
        printf("优先级:",i+1);
        scanf("%d",&PCB[i].value);
        
        printf("到达时间:",i+1);
        scanf("%d",&PCB[i].reachtime);
        printf("需要运行时间:",i+1);
        scanf("%d",&PCB[i].needtime);
        
        strcpy(PCB[i].state,"ready");
        PCB[i].cputime=0;
        PCB[i].w=0;
    }    
    return n;
}

void output(Process *PCB,int n)
{
    int i;
    printf("\n ******************************************************************");
    printf("\n");
    printf("\n进程名"); 
          printf("  优先级");
          printf("  到达时间");
          printf("  运行时间");
          printf("  已用CPU时间");
          printf("  状态");

          for(i=0;i<n;i++)
          {             
              printf("\n%s",PCB[i].name);
              printf("        %d",PCB[i].value);
              printf("         %d",PCB[i].reachtime);
              printf("         %d",PCB[i].needtime);
              printf("         %d",PCB[i].cputime);
              printf("         %s",PCB[i].state);       
          }          
}

int main(){
    int n=0;  
    int time;
    n=input(PCB,n);   
    printf("请输入一个时间片的时间：");
    scanf("%d",&time);    
    math(PCB,n,time);
    printf("\n");
    return 0;
}

实验结果如图：

 

实验总结：刚开始的时候，完全不知道怎么开头，后来，问过同学们，也参考了一下别人的代码，终于写出来啦，这次实验感觉和上次实验差不多，可以借鉴一点过来。经过这次的再次使用，也更熟悉了这个内容了！感觉编译出来后整个人都轻松了！接下来继续认真努力的！