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、实验内容及要求

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。 

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。

三、实验方法、步骤及结果测试

1、源程序

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <iostream.h>

typedef struct node
{
char name[10];     
int prio;          
int round;         
int cputime;       
int needtime;      
int count;         
char state;        
struct node *next; 
}PCB;
PCB *finish,*ready,*tail,*run; //队列指针
int N;     //进程数

void firstin()
{
run=ready;      //就绪队列头指针赋值给运行头指针
run->state='R'; //进程状态变为运行态]
ready=ready->next; //就绪队列头指针后移到下一进程
}
//输出标题函数
void prt1(char a)
{
if(toupper(a)=='P') //优先级法
   cout<<" "<<endl;
cout<<"进程名 占用CPU时间 到完成还要的时间 轮转时间片 状态"<<endl;
}

//进程PCB输出
void prt2(char a,PCB *q)
{
if(toupper(a)=='P') //优先级法的输出
   cout<<q->name<<"       "<<q->cputime<<"           "<<q->needtime<<"               "<<
   q->round<<"         "<<q->state<<endl;
}

//输出函数
void prt(char algo)
{
PCB *p;
prt1(algo); //输出标题
if(run!=NULL) //如果运行指针不空
   prt2(algo,run); //输出当前正在运行的PCB
p=ready; //输出就绪队列PCB
while(p!=NULL)
{
   prt2(algo,p);
   p=p->next;
}
p=finish;   //输出完成队列的PCB
while(p!=NULL)
{
   prt2(algo,p);
   p=p->next;
}
getchar(); //按住任意键继续
}

//时间片轮转的插入算法
void insert(PCB *q)
{
PCB *p1,*s,*r;
s=q; //待插入的PCB指针
p1=ready; //就绪队列头指针
r=p1; //*r做pl的前驱指针
while(p1!=NULL)
   if(p1->round<=s->round)
   {
    r=p1;
    p1=p1->next;
   }
   if(r!=p1)
   {
    r->next=s;
    s->next=p1;
   }
   else
   {
    s->next=p1; //否则插入在就绪队列的头
    ready=s;
   }
}

//优先级创建初
void create(char alg)
{
PCB *p;
int i,time;
char na[10];
ready=NULL; 
finish=NULL; 
run=NULL;    
cout<<"输入进程名及其需要运行的时间："<<endl; 
for(i=1;i<=N;i++)
{
   p=new PCB;
   cin>>na;
   cin>>time;
   strcpy(p->name,na);
   p->cputime=0;
   p->needtime=time;
   p->state='W';

   p->round=0;
   if(ready!=NULL) 
    insert(p);
   else
   {
    p->next=ready; 
    ready=p;
   }
   cout<<"输入进程名及其需要运行的时间："<<endl; 
}
prt(alg); 
run=ready; 
ready=ready->next;
run->state='R';
}

void timeslicecycle(char alg)
{
while(run!=NULL)
{
   run->cputime=run->cputime+8;
   run->needtime=run->needtime-8;
   run->round=run->round+8;
   if(run->needtime<=0)
   {
    run->next=finish;
    finish=run;
    run->state='F';
    run=NULL;
    if(ready!=NULL)
     firstin();
   }
   else
   {
    run->state='W';
    insert(run);
    firstin();
   }
   prt(alg);
}
}

//主函数
void main()
{
char algo='P'; //算法标记
cout<<"输入进程的个数：";
cin>>N; //输入进程数
create(algo); //创建进程
timeslicecycle(algo); //优先级法调度
} //main() 

2.运行结果

4.结果分析

      这次的实验比上次困难很多。研究了很久，参考了网上很多资料，才勉强弄懂了时间片的程序。但是多级反馈的程序还是没能弄出来，在网上也找不到能够成功实现的程序。所以不足之处还是要等日后慢慢学习才能弥补。