实验一：进程调度实验

实验一、进程调度实验

[目的要求]

 　　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．

[准备知识]

  一、基本概念

1、进程的概念；

2、进程的状态和进程控制块；

3、进程调度算法；

  二、进程调度

      1、进程的状态

2、进程的结构——PCB

进程都是由一系列操作(动作)所组成，通过这些操作来完成其任务。因此，不同的进程，其内部操作也不相同。在操作系统中，描述一个进程除了需要程序和私有数据之外，最主要的是需要一个与动态过程相联系的数据结构，该数据结构用来描述进程的外部特性(名字、状态等)以及与其它进程的联系(通信关系)等信息，该数据结构称为进程控制块(PCB，Process Control Block)。

进程控制块PCB与进程一一对应，PCB中记录了系统所需的全部信息、用于描述进程情况所需的全部信息和控制进程运行所需的全部信息。因此，系统可以通过进程的PCB来对进程进行管理。

[实验内容]

    设计一个有 N个进程共行的进程调度程序。

　　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地指定（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，直到所要进程都完成为止。

调度算法的流程图如下 : 

jingchendiaodu.cpp

#include "stdio.h"
#include <stdlib.h>
#include <conio.h>
#define getpch(type) (type*)malloc(sizeof(type))
#define NULL 0

/* 定义进程控制块 PCB */ 

struct pcb

{ 
　　char name[10];
　　char state;
　　int super;
　　int ntime;
　　int rtime;
　　struct pcb* link;
}*ready=NULL,*p;
typedef struct pcb PCB;

sort() /* 建立对进程进行优先级排列函数*/
{
　　PCB *first, *second;
　　int insert=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 /* 插入进程优先数最低,则插入到队尾*/
　　　　　　{
　　　　　　　　first=first->link;
　　　　　　　　second=second->link;
　　　　　　}
　　　　　}
　　　　if(insert==0)

　　　　　　 first->link=p;
　　}
}

input() /* 建立进程控制块函数*/
{
　　int i,num;
　　clrscr(); /*清屏*/
　　printf("\n 请输入进程号?");
　　scanf("%d",&num);
　　for(i=0;i<num;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*/
　　}
}

int space()
{
　　int l=0; PCB* pr=ready;
　　while(pr!=NULL)
　　{
　　　　l++;
　　　　pr=pr->link;
　　}
　　return(l);
}

disp(PCB * pr) /*建立进程显示函数,用于显示当前进程*/
{
　　printf("\n qname \t state \t super \t ndtime \t runtime \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");
}

check() /* 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;
　　}
}

destroy() /*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);
}

running() /* 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*/
　　}
}

main() /*主函数*/
{
　　int len,h=0;
　　char ch;
　　input();
　　len=space();
　　while((len!=0)&&(ready!=NULL))
　　{
　　　　ch=getchar();
　　　　h++;
　　　　printf("\n The execute number:%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();

}