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("
请输入进程号?");
scanf("%d",&num);
for(i=0;i<num;i++)
{
printf("
进程号 No.%d:
",i);
p=getpch(PCB);
printf("
输入进程名:");
scanf("%s",p->name);
printf("
输入进程优先数:");
scanf("%d",&p->super);
printf("
输入进程运行时间:");
scanf("%d",&p->ntime);
printf("
");
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("
qname state super ndtime runtime
");
printf("|%s ",pr->name);
printf("|%c ",pr->state);
printf("|%d ",pr->super);
printf("|%d ",pr->ntime);
printf("|%d ",pr->rtime);
printf("
");
}
check() /* 建立进程查看函数 */
{
PCB* pr;
printf("
**** 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("
****当前就绪队列状态为:
"); /*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("
进程 [%s] 已完成.
",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("
The execute number:%d
",h);
p=ready;
ready=p->link;
p->link=NULL;
p->state='R';
check();
running();
printf("
按任一键继续......");
ch=getchar();
}
printf("
进程已经完成.
");
ch=getchar();
}