实验三、进程调度模拟程序实验

专业：物联网工程姓名：余烁瀚学号：201306104109

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

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。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。

(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。

三、实验方法、步骤及结果测试

原理分析及流程图

（1）“最高优先级优先”调度算法的基本思想是把CPU分配给就绪队列中优先数最高的进程。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。

（2）定义进程控制块的结构体和程序工作时间的结构体，pcb可以包含以下信息：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。

（3）通过构造进程输入input()，进程运行结果输出output()，disp(),以及使整个程序正常运行的函数块等，通过主函数调用方法函数的想法来实现进程调度模拟。

（4）在对进程控制块的访问和调用通过链表指针的形式，在进程控制块输入后，会显示输入的内容，并把每一个作业运行的状态都能在程序中体现出来。

主要程序段及其解释：

#include<stdio.h>
#include<string.h>
void arrivesort(struct pcb pcbs[10],int n);
void result(struct pcb pcbs[10],int n);
void prioritysort(struct pcb pcbs[10],int n);

struct pcb{
    char name[10];
    int priority;         //进程优先级
    int arrivetime;      //进程到达时间
    int needtime;        //进程需要运行时间
    int usetime;         //进程已占用cpu时间
};

 void main()
{
    struct pcb pcbs[10];
    int n,i; //n个进程

    printf("输入进程个数:",n);
    scanf("%d",&n);
    printf("输入每个进程的进程名,优先级,到达时间,运行时间:
");
    for(i=0;i<n;i++)
    {
        scanf("%s",pcbs[i].name);
        scanf("%d",&pcbs[i].priority);
        scanf("%d",&pcbs[i].arrivetime);
        scanf("%d",&pcbs[i].needtime);
        pcbs[i].usetime=0;
    }
  
    for(i=0;i<n;i++)
    {
      prioritysort(pcbs,n);
         arrivesort(pcbs,n);
    
      pcbs[i].usetime++;
      printf("
");
      printf("动态优先级调度进程运行顺序：
");
      
      result(pcbs,n);
      pcbs[i].priority--;
      pcbs[i].usetime++;
    }
}

void arrivesort(struct pcb pcbs[10],int n)
{
   int i=0;
   char temp[10];
   int min;            
   for(i=0;i<n-1;i++)
      {
          if(pcbs[i].arrivetime>pcbs[i+1].arrivetime)
          {
              min=pcbs[i].arrivetime;
              pcbs[i].arrivetime=pcbs[i+1].arrivetime;
              pcbs[i+1].arrivetime=min;

              min=pcbs[i].needtime;
              pcbs[i].needtime=pcbs[i+1].needtime;
              pcbs[i+1].needtime=min;
             
              min=pcbs[i].priority;
              pcbs[i].priority=pcbs[i+1].priority;
              pcbs[i+1].priority=min;

              strcpy(temp,pcbs[i].name);
              strcpy(pcbs[i].name,pcbs[i+1].name);
              strcpy(pcbs[i+1].name,temp);
          }
      }                          //按进程到达系统时间进行排序，最早到达的排在最前面 
}

void result(struct pcb pcbs[10],int n)
{
    int i;
    printf("进程名	优先级	到达时间	运行时间	已占用cpu时间
");
     for(i=0;i<n;i++)
    {
    printf("%s	      %d	        %d	        %d	         %d
",pcbs[i].name,pcbs[i].priority,pcbs[i].arrivetime,pcbs[i].needtime,pcbs[i].usetime);
    }
}

void prioritysort(struct pcb pcbs[10],int n)
{
   int i=0;
   char temp[10];
   int min;            
   for(i=0;i<n;i++)
      {
          if(pcbs[i].priority<pcbs[i+1].priority)
          {
              min=pcbs[i].priority;
              pcbs[i].priority=pcbs[i+1].priority;
              pcbs[i+1].priority=min;

              min=pcbs[i].arrivetime;
              pcbs[i].arrivetime=pcbs[i+1].arrivetime;
              pcbs[i+1].arrivetime=min;

              min=pcbs[i].needtime;
              pcbs[i].needtime=pcbs[i+1].needtime;
              pcbs[i+1].needtime=min;

              strcpy(temp,pcbs[i].name);
              strcpy(pcbs[i].name,pcbs[i+1].name);
              strcpy(pcbs[i+1].name,temp);
              
             // pcbs[i].usetime++; 
          }                          //按进程优先级排序，最高的排在最前面
      }                         
}

四、实验总结

实验三与实验二的实验步骤基本相同，但它们一个是作业调度一个是进程调度，所以实验三在实验二的基础上把细节修改就基本上可以实现了。