实验一、 进程调度模拟程序
物联网工程 刘烨 201306104146
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（N不小于5）个进程并发执行的进程调度模拟程序。
进程调度算法：“时间片轮转法”调度算法对N个进程进行调度。
完成两个算法(简单时间片轮转法、多级反馈队列调度算法)的设计、编码和调试工作，完成实验报告。
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) 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。
3) 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。
4) 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，应把它插入就绪队列等待下一次调度。
5) 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。
6) 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
- 源程序名：进程.c
可执行程序名：进程.exe
- 原理分析及流程图
(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。
(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。
- 主要程序段及其解释：
#include<stdio.h>
#include <stdlib.h>
int num;
#define N 24
struct JCB{
char name[10]; //作业名
float arrive; //作业提交时间
float run; //作业运行时间
char state[30]; //作业状态
int priority; //优先级
float cputime; //已用cpu时间
int waitcount;//等待的时间片次数
}jcb[N],temp;
void input() //用户输入模块
{
int i;
do{
printf(" 请输入作业数(2-24):");
scanf("%d",&num);
printf(" ");
if(num<2||num>24)
{
printf(" 请重新输入! ");
}
}
while(num<2||num>24);
for(i=0;i<num;i++){
printf(" 第%d个作业名:",i+1);
scanf("%s",&jcb[i].name);
printf(" 请输入作业提交时间:");
scanf("%f",&jcb[i].arrive);
printf(" 请输入作业运行时间:");
scanf("%f",&jcb[i].run);
printf(" 请输入作业优先级:");
scanf("%d",&jcb[i].priority);
printf(" ");
strcpy(jcb[i].state,"r");
jcb[i].cputime=0;
jcb[i].waitcount=0;
}
}
void output() //输出模块
{
int i=0;
printf("----------------------------------------------------------------------- ");
printf(" 作业名 提交时间 运行时间 已用cpu时间 优先级 状态 ");
for(i=0;i<num;i++)
{
printf(" %-8s%-10.2f%-10.2f%-10.2f%-15d%-10.2s%",jcb[i].name,jcb[i].arrive,jcb[i].run,jcb
[i].cputime,jcb[i].priority,jcb[i].state);
printf(" ");
}
printf("----------------------------------------------------------------------- ");
}
int check(int num)//判断所有作业是否都调度完成
{
int count=0;
int i=0;
for(i=0;i<num;i++)
{
if(jcb[i].state[0]=='f')
count++;
}
if(count==num)
{
return 1;
}
return 0;
}
int find(int num,int runtime)//找最高优先级进程
{
int i=0;
int MAX=0;
int k=0;
for(i=0;i<num;i++)
{
if(jcb[i].arrive<=runtime&&jcb[i].state[0]=='r'&&jcb[i].priority>MAX)
{
MAX=jcb[i].priority;
k=i;
}
}
return k;
}
void lunzhuan(int pian)
{
int k=0;
int i=0;
int runtime=0;
output();
do{
k=find(num,runtime);
jcb[k].priority--;
jcb[k].cputime++;
if(jcb[k].priority<0)
{
jcb[k].priority=0;
}
if(jcb[k].cputime*pian>=jcb[k].run)
{
strcpy(jcb[k].state,"f");
}
for(i=0;i<num;i++)
{
if(i==k)
{
jcb[i].waitcount=0;
}
if(i!=k&&jcb[i].arrive<=runtime&&jcb[i].state[0]!='f')
{
jcb[i].waitcount++;
if(jcb[i].waitcount==2)
{
jcb[i].priority++;
jcb[i].waitcount=0;
}
}
}
output();
runtime++;
}while(check(num)!=1);
}
main()
{
int pian;
input();
printf("please input the time of piecetime:");
scanf("%d",&pian);
printf(" 进程调度模拟程序 ");
printf("---------------------------------------------------------------- ");
lunzhuan(pian);
}
- 运行结果及分析
四、实验总结
参照上个实验，基本框架是相同的，都是用一个结构体来存储进程信息。然后输入输出模块与上次实验也差不多。而这次要求实现时间片调度算法。但需要多几个参数来判断，比如优先级，进程状态等。虽然可以输出结果，但好像并不准确，还需要继续完善。