1203《操作系统教程》实验三 进程调度模拟程序
实验三 进程调度模拟程序
1. 目的和要求
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。
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。
6) 重复以上过程，直到所要进程都完成为止。
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。
#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 r_time; //进程到达时间 int m_time; //进程所需的运行时间 int usecputime; //已用CPU时间 char condition[20]; //状态 int waitcount;//等待的时间片次数 }; struct Process PCB[24]={0}; int Intput(Process *PCB,int n);/*初始化*/ void output(Process *PCB,int n); void suanfa(Process *PCB,int n,int onetime);//主算法 int isfinshed(Process *PCB,int n);//判断是否全部作业都调度完成 int Find(Process *PCB,int n,int runtime);//找最高优先级且没运行完的进程 int main(){ int n=0; int onetime; n=Intput(PCB,n); printf("请输入一个时间片的时间："); scanf("%d",&onetime); suanfa(PCB,n,onetime); printf("\n"); return 0; } void suanfa(Process *PCB,int n,int onetime)//主算法 { int k=0; int i=0; int runtime=0; output(PCB, n); do{ k=Find(PCB, n,runtime); PCB[k].value--; PCB[k].usecputime++; if(PCB[k].value<0) { PCB[k].value=0; } if(PCB[k].usecputime*onetime>=PCB[k].m_time) {strcpy(PCB[k].condition,"finished");} for(i=0;i<n;i++) { if(i==k) { PCB[i].waitcount=0; } if(i!=k&&PCB[i].r_time<=runtime&&PCB[i].condition[0]!='f') { PCB[i].waitcount++; if(PCB[i].waitcount==2) { PCB[i].value++; PCB[i].waitcount=0; } } } output(PCB, n); runtime++; }while(isfinshed(PCB, n)!=1); } int isfinshed(Process *PCB,int n)//判断是否全部作业都调度完成 { int count=0; int i=0; for(;i<n;i++) { if(PCB[i].condition[0]=='f') count++; } if(count==n) { return 1; } return 0; } int Find(Process *PCB,int n,int runtime)//找最高优先级且没运行完的进程 { int i=0; int MAX=0; int k=0; for(;i<n;i++) { if(PCB[i].r_time<=runtime&&PCB[i].condition[0]=='r'&&PCB[i].value>MAX) { MAX=PCB[i].value; k=i; } } return k; } int Intput(Process *PCB,int n)/*初始化*/ { int i; printf("请输入进程数:"); scanf("%d",&n); for(i=0;i<n;i++) { printf("请输入第%d个进程名:\n",i+1); scanf("%s",&PCB[i].name); printf("请输入第%d个进程的优先级:\n",i+1); scanf("%d",&PCB[i].value); printf("请输入第%d个进程的到达时间:\n",i+1); scanf("%d",&PCB[i].r_time); printf("请输入第%d个进程的需要运行时间:\n",i+1); scanf("%d",&PCB[i].m_time); strcpy(PCB[i].condition,"ready"); PCB[i].usecputime=0; PCB[i].waitcount=0; } return n; } void output(Process *PCB,int n) { int i; printf("\n ——————————————————————————————"); printf("\n各个进程的情况"); printf("\n进程名"); printf(" 进程优先级"); printf(" 进程到达时间"); printf(" 进程所需的运行时间"); 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].r_time); printf(" %d",PCB[i].m_time); printf(" %d",PCB[i].usecputime); printf(" %s",PCB[i].condition); } }
