实验三进程调度模拟程序

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）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。

1.2.2实验题A：编写并调试一个模拟的进程调度程序，采用“最高优先数优先”调度算法对N（N不小于5）个进程进行调度。

“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。

(1). 静态优先数是在创建进程时确定的，并在整个进程运行期间不再改变。

(2). 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。

1.2.3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。

完成设计、编码和调试工作，完成实验报告。

三、主要程序及其解释

  1 #include<stdio.h>
  2 #include<string.h>
  3 #include<conio.h>
  4 #include<stdlib.h>
  5   
  6 struct Process
  7 {
  8     char name[20];
  9     int requesttime;
 10     int priority;
 11                 int arrivetime;
 12     int waittime;
 13     int runtime;
 14     int CPUtime;
 15     char status[20];
 16 };
 17 
 18 struct Process PCB[20]={0};
 19  
 20 int input(Process *PCB,int n);
 21 void output(Process *PCB,int n);
 22 int unfinished(Process *PCB,int n,int runtime);
 23 int finshed(Process *PCB,int n);
 24 void algorithm(Process *PCB,int n,int piecetime);
 25 
 26 int main(void)
 27 {
 28     int n=0;  
 29     int piecetime;
 30     n=input(PCB,n);
 31     printf("please input the time of piece:");
 32     scanf("%d",&piecetime);
 33     algorithm(PCB,n,piecetime);
 34     printf("
");
 35     return 0;
 36 }
 37 
 38 int intput(Process *PCB,int n)/*初始化*/
 39 {
 40     int i;
 41     printf("please input the number of process:");
 42     scanf("%d",&n);
 43     
 44     for(i=0;i<n;i++)
 45     {
 46         printf("please input the name of process:",i+1);
 47         scanf("%s",&PCB[i].name);
 48 
 49         printf("please input the priority of process:",i+1);
 50         scanf("%d",&PCB[i].priority);
 51 
 52          printf("please input the arrivetime of process:",i+1);
 53         scanf("%d",&PCB[i].arrivetime);
 54         
 55         printf("please input the requesttime of process:",i+1);
 56         scanf("%d",&PCB[i].requesttime);
 57 
 58         strcpy(PCB[i].status,"r");
 59         PCB[i].CPUtime=0;
 60         PCB[i].waittime=0;
 61     }
 62     return n;
 63 }
 64 
 65 void output(Process *PCB,int n)
 66 {
 67     int i;
 68     
 69     printf("
");
 70     printf("
  name"); 
 71     printf("  priority ");
 72     printf("   arrivetime");
 73     printf("    requesttime");
 74     printf("     CPUtime");
 75     printf("      status");
 76     
 77     for(i=0;i<n;i++)
 78     {
 79         printf("
%s",PCB[i].name);
 80         printf("        %d",PCB[i].priority);
 81         printf("             %d",PCB[i].arrivetime);
 82         printf("               %d",PCB[i].requesttime);
 83         printf("              %d",PCB[i].CPUtime);
 84         printf("           %s",PCB[i].status);     
 85     }
 86 }
 87 
 88 int unfinished(Process *PCB,int n,int runtime)//找最高优先级且没运行完的进程
 89 {
 90     int i=0;
 91     int b=0;
 92     int c=0;
 93     
 94     for(;i<n;i++)
 95     {
 96         if(PCB[i].arrivetime<=runtime&&PCB[i].status[0]=='r'&&PCB[i]. priority>b)
 97         {
 98             b=PCB[i]. priority;
 99             c=i;
100         }       
101     }
102     return c;
103 }
104 
105 int finshed(Process *PCB,int n)//判断是否全部作业都调度完成
106 {
107     int i=0;
108     int count=0;
109     for(;i<n;i++)
110     {
111         if(PCB[i].status[0]=='f')
112             count++;
113     }
114     if(count==n)
115     {
116         return 1;
117     }
118     return 0;
119 }
120 
121 void algorithm(Process *PCB,int n,int piecetime)//主算法
122 {
123     int a=0;
124     int i=0;
125     int runtime=0;
126     output(PCB, n);
127     
128     do{        
129         a=unfinished(PCB, n,runtime);
130         PCB[a]. priority--;
131         PCB[a].CPUtime++;
132         if(PCB[a]. priority<0)
133         {         
134             PCB[a]. priority=0;
135         }
136         
137         if(PCB[a].CPUtime*piecetime>=PCB[a].requesttime)
138         {
139             strcpy(PCB[a].status,"f");
140         }
141 
142         for(i=0;i<n;i++)
143         {
144             if(i==a)
145             {
146                 PCB[i].waittime=0;
147 }
148                 if(i!=a&&PCB[i].arrivetime<=runtime&&PCB[i].status[0]!='f')
149                 {
150                     PCB[i].waittime++;
151                     if(PCB[i].waittime==2)
152                     {
153                         PCB[i].priority++;
154                         PCB[i].waittime=0;
155                     }
156                 }
157             }
158             output(PCB, n);
159             runtime++;
160         }while(finshed(PCB, n)!=1);
161     }
162 }

运行结果

四，实验总结

这个实验和上一个实验基本框架是一样的，不过很多细节还是有很多表达方法。网上有的资料是链表，老师讲的上一个实验是数组，学霸是用指针，所以我就参考了指针和数组相结合，大概有5个函数块。

只要弄懂了进程调度的算法，这个实验就会简易一些。不过还需要多练习，才能有较清晰的逻辑思路。

实验三 进程调度模拟程序

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