实验三进程调度模拟程序

实验三、进程调度模拟程序

专业：商软2班姓名：柯晓君学号：201406114210

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。

1.2.3实验题B：编写并调试一个模拟的进程调度程序，采用“基于时间片轮转法”调度算法对N（N不小于5）个进程进行调度。 “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。（此调度算法是否有优先级？）

(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。

三、 实验方法、步骤及结果测试

1. 原理分析及流程图

2. 主要程序段及其解释：

  1 #include <stdio.h> 
  2 #include <stdlib.h> 
  3 #include <conio.h> 
  4 #define getpch(type) (type*)malloc(sizeof(type)) 
  5 #define N 3
  6 struct pcb { /* 定义进程控制块PCB */ 
  7        char name[10]; 
  8        char status; 
  9        int prio; 
 10        int ntime; 
 11        int rtime; 
 12        struct pcb* link; 
 13 }*ready=NULL,*p; 
 14 
 15 typedef struct pcb PCB; 
 16   
 17   
 18 sort() /* 进程进行优先级排列函数*/ 
 19 { 
 20   PCB *first, *second; 
 21   int insert=0; 
 22   if((ready==NULL)||((p->prio)>(ready->prio))) /*优先级最大者,插入队首*/ 
 23   { 
 24     p->link=ready; 
 25     ready=p; 
 26   } 
 27   else /* 进程比较优先级,插入适当的位置中*/ 
 28   { 
 29     first=ready; 
 30     second=first->link; 
 31     while(second!=NULL) 
 32     { 
 33       if((p->prio)>(second->prio)) /*若插入进程比当前进程优先数大,*/ 
 34       { /*插入到当前进程前面*/ 
 35         p->link=second; 
 36         first->link=p; 
 37         second=NULL; 
 38         insert=1; 
 39       } 
 40       else /* 插入进程优先数最低,则插入到队尾*/ 
 41       { 
 42         first=first->link; 
 43         second=second->link; 
 44       } 
 45     } 
 46     if(insert==0) first->link=p; 
 47   } 
 48 } 
 49  
 50 input() /* 建立进程控制块函数*/ 
 51 { 
 52   int i,num; 
 53   printf("
 请输入进程数:"); 
 54   scanf("%d",&num); 
 55   for(i=0;i<num;i++) 
 56   { 
 57     printf("
 进程号No.%d:
",i); 
 58     p=getpch(PCB);  /*宏(type*)malloc(sizeof(type)) */
 59     printf("
 输入进程名:"); 
 60     scanf("%s",p->name); 
 61     p->prio=N;
 62     printf("
 输入进程运行时间:"); 
 63     scanf("%d",&p->ntime); 
 64     printf("
"); 
 65     p->rtime=0;p->status='r'; 
 66     p->link=NULL; 
 67     sort(); /* 调用sort函数*/ 
 68   } 
 69 } 
 70 
 71 int space() //计算进程个数
 72 { 
 73   int l=0; PCB* pr=ready; 
 74   while(pr!=NULL) 
 75   { 
 76   l++; 
 77   pr=pr->link; 
 78   } 
 79   return(l); 
 80 } 
 81 
 82 
 83 disp(PCB * pr) /*单个进程显示函数*/ 
 84 { 
 85   printf("   %s	",pr->name); 
 86   printf("  %c	",pr->status); 
 87   printf("  %d	",pr->prio); 
 88   printf("  %d	",pr->ntime); 
 89   printf("   %d	",pr->rtime); 
 90   printf("
"); 
 91 } 
 92 
 93 void printbyprio(int prio)
 94 {
 95   PCB* pr; 
 96   pr=ready; 
 97   printf("
 ****当前第%d级队列(优先数为%d)的就绪进程有:
",(N+1)-prio,prio); /*显示就绪队列状态*/ 
 98   printf("
 qname 	status	 prio 	ndtime	 runtime 
"); 
 99   while(pr!=NULL) 
100   { 
101     if (pr->prio==prio) disp(pr); 
102     pr=pr->link; 
103   } 
104 }
105 
106 check() /* 显示所有进程状态函数 */ 
107 { 
108   PCB* pr; 
109   int i;
110   printf("
------------当前正在运行的进程是:%s------------",p->name); /*显示当前运行进程*/ 
111    printf("
 qname 	status	 prio 	ndtime	 runtime 
"); 
112   disp(p); 
113   
114   printf("
 当前就绪队列状态为:
"); /*显示就绪队列状态*/ 
115   for(i=N;i>=1;i--)
116     printbyprio(i);
117 } 
118 destroy() /*进程撤消函数(进程运行结束,撤消进程)*/ 
119 { 
120   printf("
 进程 [%s] 已完成.
",p->name); 
121   free(p); 
122 } 
123 
124 
125 running() /* 运行函数。判断是否完成，完成则撤销，否则置就绪状态并插入就绪队列*/ 
126 { 
127   int slice,i;
128   slice=1;
129   for(i=1;i<((N+1)-p->prio);i++)
130     slice=slice*2;
131     
132   for(i=1;i<=slice;i++)
133   {
134      (p->rtime)++; 
135      if (p->rtime==p->ntime)
136        break;
137        
138   }
139   if(p->rtime==p->ntime) 
140       destroy(); /* 调用destroy函数*/ 
141   else 
142   { 
143     if(p->prio>1) (p->prio)--; 
144     p->status='r'; 
145     sort(); /*调用sort函数*/ 
146   } 
147 } 
148 
149 void cteatpdisp()
150 /*显示(运行过程中)增加新进程后,所有就绪队列中的进程*/
151 { 
152  
153   int i;
154   printf("
 当增加新进程后,所有就绪队列中的进程(此时无运行进程):
"); /*显示就绪队列状态*/ 
155   for(i=N;i>=1;i--)
156     printbyprio(i);
157 }
158 
159 void creatp()
160 {
161      char temp;
162      printf("
Creat one  more process?type Y (yes)");
163      scanf("%c",&temp);
164      if (temp=='y'||temp=='Y')
165      {
166         input();
167         cteatpdisp();
168      }  
169 }  
170   
171 main() /*主函数*/ 
172 { 
173       char k;
174 A:int len,h=0; 
175   char ch; 
176   input(); 
177   len=space(); 
178   while((len!=0)&&(ready!=NULL)) 
179   { 
180     ch=getchar(); 
181     h++; 
182     printf("
 The execute number:%d 
",h); 
183     p=ready; 
184     ready=p->link; 
185     p->link=NULL; 
186     p->status='R'; 
187     check(); 
188     running(); 
189     creatp();
190     printf("
 按任一键继续......"); 
191     ch=getchar(); 
192   } 
193    printf("

 进程已经完成.
"); 
194    printf("
");
195    printf("是否重新输入进程(Y or N):");
196    scanf("%c",&k);
197    if(k=='Y')
198    {
199        system("cls");
200        goto A;
201    }
202    else
203        exit(0);
204 }

3. 运行结果及分析

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