实验三

实验一、进程调度模拟程序

专业网络工程姓名胡洁如学号201306114125

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. 原理分析及流程图

2. 主要程序段及其解释：

看提交的代码

  1 #include<stdio.h>
  2 #include<stdlib.h>
  3 #include <conio.h>
  4 #include <string.h>
  5 
  6 struct Process { 
  7     //定义作业控制块PCB  
  8     char name[10];        //进程名
  9     int value;        //进程优先级    
 10     int r_time;        //进程到达时间   
 11     int m_time;        //进程所需的运行时间
 12     int usecputime;     //已用CPU时间
 13        char condition[20];       //状态
 14        int waitcount;//等待的时间片次数
 15 }; 
 16 struct Process PCB[24]={0};
 17 
 18 
 19 int Intput(Process *PCB,int n);/*初始化*/
 20 void output(Process *PCB,int n);
 21 void suanfa(Process *PCB,int n,int onetime);//主算法
 22 int isfinshed(Process *PCB,int n);//判断是否全部作业都调度完成
 23 int Find(Process *PCB,int n,int runtime);//找最高优先级且没运行完的进程
 24 int main(){
 25     int n=0;
 26     
 27     int onetime;
 28     n=Intput(PCB,n);
 29     
 30     printf("请输入一个时间片的时间：");
 31     scanf("%d",&onetime);
 32     
 33     suanfa(PCB,n,onetime);
 34     printf("\n");
 35     return 0;
 36 }
 37 
 38 void suanfa(Process *PCB,int n,int onetime)//主算法
 39 {
 40     int k=0;
 41     int i=0;
 42     int runtime=0;
 43     output(PCB, n);
 44     do{
 45         
 46         k=Find(PCB, n,runtime);
 47         PCB[k].value--;
 48         
 49         PCB[k].usecputime++;
 50         
 51         if(PCB[k].value<0)
 52         {
 53             
 54             PCB[k].value=0;
 55         }
 56         if(PCB[k].usecputime*onetime>=PCB[k].m_time)
 57         {strcpy(PCB[k].condition,"finished");}
 58         for(i=0;i<n;i++)
 59         {
 60             if(i==k)
 61             {
 62                 PCB[i].waitcount=0;
 63             }
 64             if(i!=k&&PCB[i].r_time<=runtime&&PCB[i].condition[0]!='f')
 65             {
 66                 PCB[i].waitcount++;
 67                 if(PCB[i].waitcount==2)
 68                 {
 69                     PCB[i].value++;
 70                     PCB[i].waitcount=0;
 71                 }
 72             }
 73         }
 74         output(PCB, n);
 75         runtime++;
 76     }while(isfinshed(PCB, n)!=1);
 77     
 78 }
 79 
 80 int isfinshed(Process *PCB,int n)//判断是否全部作业都调度完成
 81 {
 82     int count=0;
 83     int i=0;
 84     for(;i<n;i++)
 85     {
 86         if(PCB[i].condition[0]=='f')
 87             count++;
 88     }
 89     if(count==n)
 90     {
 91         return 1;
 92     }
 93     return 0;
 94 }
 95 int Find(Process *PCB,int n,int runtime)//找最高优先级且没运行完的进程
 96 {
 97     int i=0;
 98     
 99     int MAX=0;
100     int k=0;
101     for(;i<n;i++)
102     {
103         if(PCB[i].r_time<=runtime&&PCB[i].condition[0]=='r'&&PCB[i].value>MAX)
104         {
105             MAX=PCB[i].value;
106             k=i;
107         }
108         
109     }
110     return k;
111     
112 }
113 int Intput(Process *PCB,int n)/*初始化*/
114 {
115     int i;
116     printf("请输入进程数:");
117     scanf("%d",&n);
118     for(i=0;i<n;i++)
119     {
120         printf("请输入第%d个进程名:\n",i+1);
121         scanf("%s",&PCB[i].name);
122         
123         printf("请输入第%d个进程的优先级:\n",i+1);
124         scanf("%d",&PCB[i].value);
125         
126         printf("请输入第%d个进程的到达时间:\n",i+1);
127         scanf("%d",&PCB[i].r_time);
128         printf("请输入第%d个进程的需要运行时间:\n",i+1);
129         scanf("%d",&PCB[i].m_time);
130         
131         strcpy(PCB[i].condition,"ready");
132         PCB[i].usecputime=0;
133         PCB[i].waitcount=0;
134     }
135     
136     return n;
137 }
138 
139 void output(Process *PCB,int n)
140 {
141     int i;
142     printf("\n  ——————————————————————————————");
143     printf("\n各个进程的情况");
144     printf("\n进程名"); 
145           printf("  进程优先级");
146           printf("  进程到达时间");
147           printf("  进程所需的运行时间");
148           printf("  已用CPU时间");
149           printf("  状态");
150           
151           
152           
153           for(i=0;i<n;i++)
154           {
155               
156               printf("\n%s",PCB[i].name);
157               printf("        %d",PCB[i].value);
158               printf("              %d",PCB[i].r_time);
159               printf("                %d",PCB[i].m_time);
160               printf("                 %d",PCB[i].usecputime);
161               printf("          %s",PCB[i].condition);
162               
163               
164           }
165           
166 }

3. 运行结果及分析

结果符合预期

四、 实验总结

每次做写代码都是先把基本的东西先写出来，比如输入跟输出等基本简单的东西，然后在写出调度算法。只要明白这个调度算法的原理，实现起来就不是很难。