1. 目的和要求
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。
实验要求
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。
2. 实验内容
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。
3. 实验原理及核心算法
“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。
(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。
4. 实验环境
自主选择实验环境。可以选用Turbo C作为开发环境。也可以选用Windows下的可视化环境，利用各种控件较为方便。
5. 实验环境
1.源程序名Gg.c
可执行程序名：Gg.exe
2.原理分析及流程图
输入全部进程，程序自动遵循简单轮转法的要求开始运行，最后输出结果。
1 #include"stdio.h" 2 #include"stdlib.h" 3 #include"string.h" 4 typedef struct node 5 { 6 char name[10]; //进程标志符 7 int prio; //进程优先数 8 int cputime; //进程占用cpu时间 9 int needtime; //进程到完成还要的时间 10 char state; //进程的状态 11 struct node *next; //链指针 12 }PCB; 13 PCB *finish,*ready,*tail,*run; //队列指针 14 int N; //进程数 15 //将就绪队列的第一个进程投入运行 16 firstin() 17 { 18 run=ready; //就绪队列头指针赋值给运行头指针 19 run->state='R'; //进程状态变为运行态 20 ready=ready->next; //就绪列头指针后移到下一进程 21 }//标题输出函数 22 void prt1(char a) 23 { 24 printf("进程号 cpu时间 所需时间 优先数 状态 "); 25 26 } 27 //进程PCB输出 28 void prt2(char a,PCB *q) 29 { //优先数算法输出 30 printf(" % -10s% -10d% -10d% -10d %c ",q->name,q->cputime,q->needtime,q->prio,q->state); 31 } 32 //输出函数 33 void prt(char algo) 34 { 35 PCB *p; 36 prt1(algo); //输出标题 37 if(run!=NULL) //如果运行标题指针不空 38 prt2(algo,run); //输出当前正在运行的PCB 39 p=ready; //输出就绪队列PCB 40 while(p!=NULL) 41 { 42 prt2(algo,p); 43 p=p->next; 44 } 45 p=finish; //输出完成队列的PCB 46 while(p!=NULL) 47 { 48 prt2(algo,p); 49 p=p->next; 50 } 51 getchar(); //按任意键继续 52 } 53 //优先数的算法插入算法 54 insert1(PCB *q) 55 { 56 PCB *p1,*s,*r; 57 int b; 58 s=q; //待插入的PCB指针 59 p1=ready; //就绪队列头指针 60 r=p1; //r做p1的前驱指针 61 b=1; 62 while((p1!=NULL)&&b) //根据优先数确定插入位置 63 if(p1->prio>=s->prio) 64 { 65 r=p1; 66 p1=p1->next; 67 } 68 else 69 b=0; 70 if(r!=p1) //如果条件成立说明插入在r与p1之间 71 { 72 r->next=s; 73 s->next=p1; 74 } 75 else 76 { 77 s->next=p1; //否则插入在就绪队列的头 78 ready=s; 79 } 80 } 81 //优先数创建初始PCB信息 82 void create1(char alg) 83 { 84 PCB *p; 85 int i,time; 86 char na[10]; 87 ready=NULL; //就绪队列头文件 88 finish=NULL; //完成队列头文件 89 run=NULL; //运行队列头文件 90 printf("输入进程号和运行时间： "); //输入进程标志和所需时间创建PCB 91 for(i=1;i<=N;i++) 92 { 93 p=(PCB *)malloc(sizeof(PCB)); 94 scanf("%s",na); 95 scanf("%d",&time); 96 strcpy(p->name,na); 97 p->cputime=0; 98 p->needtime=time; 99 p->state='w'; 100 p->prio=50-time; 101 if(ready!=NULL) //就绪队列不空，调用插入函数插入 102 insert1(p); 103 else 104 { 105 p->next=ready; //创建就绪队列的第一个PCB 106 ready=p; 107 } 108 } 109 //clrscr(); 110 printf(" 优先数算法输出信息： "); 111 printf("*********************************************** "); 112 prt(alg); //输出进程PCB信息 113 run=ready; //将就绪队列的第一个进程投入运行 114 ready=ready->next; 115 run->state='R'; 116 } 117 //优先数调度算法 118 void priority(char alg) 119 { 120 while(run!=NULL) //当运行队列不空时，有进程正在运行 121 { 122 run->cputime=run->cputime+1; 123 run->needtime=run->needtime-1; 124 run->prio=run->prio-3; //每运行一次优先数降低3个单位 125 if(run->needtime==0) //如所需时间为0将其插入完成队列 126 { 127 run->next=finish; 128 finish=run; 129 run->state='F'; //置状态为完成态 130 run=NULL; //运行队列头指针为空 131 if(ready!=NULL) //如就绪队列不空 132 firstin(); //将就绪队列的第一个进程投入运行 133 } 134 else //没有运行完同时优先数不是最大，则将其变为就绪态插入到就绪队列 135 if((ready!=NULL)&&(run->prio<ready->prio)) 136 { 137 run->state='W'; 138 insert1(run); 139 firstin(); //将就绪队列的第一个进程投入运行 140 } 141 prt(alg); //输出进程PCB信息 142 } 143 } 144 //主函数 145 void main() 146 { 147 char algo; //算法标记 148 //clrscr(); 149 150 printf("输入进程数： "); 151 scanf("%d",&N); //输入进程数 152 create1(algo); //优先数算法 153 priority(algo); 154 }
6.实验总结
这次实验难度很大，我思考了很久，因为我最好的方法就是运用指针队列，但是我指针队列方面的知识已经忘记很多了，这对我来说十分困难。最后自己在网上的搜索和同学老师的指导我还是做出来了。