实验三进程调度模拟程序

实验三进程调度模拟程序

1.    目的和要求

    1.1.           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。

    1.2.           实验要求

            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）和先来先服务（若优先级相同）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。

             (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。

2.    实验内容

     根据指定的实验课题：A（1），A（2），B（1）和B（2）

      完成设计、编码和调试工作，完成实验报告。

        注：带**号的条目表示选做内容。

3.    实验环境

        可以选用Turbo C作为开发环境。也可以选用Windows下的VB，CB等可视化环境，利用各种控件较为方便。自主选择实验环境。

4.    实验原理及核心算法参考程序段

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

//定义作业控制块PCB  
struct Process { 
    char name[10];        //进程名
    char statu[20];         //状态
    int priority;             //进程优先级    
    int arrivetime;             //进程到达时间   
    int runningtime;              //进程所需的运行时间
    int usecputime;           //已用CPU时间
    int waittime;                //等待的时间片次数
}; 
struct Process PCB[24]={0};


int Intput(Process *PCB,int n);//初始化
void Output(Process *PCB,int n);
void Algorithm(Process *PCB,int n,int onetime);//算法
int isfinshed(Process *PCB,int n);//判断是否全部作业都调度完成
int Find(Process *PCB,int n,int runtime);//找最高优先级且没运行完的进程

int main(){
    int m=0;
    int onetime;
    m=Intput(PCB,n);
    
    printf("请输入一个时间片的时间：");
    scanf("%d",&onetime);
    
    Algorithm(PCB,n,onetime);
    printf("
");
    return 0;
}

void Algorithm(Process *PCB,int n,int onetime)
{
    int k=0;
    int i=0;
    int runtime=0;
    Output(PCB, n);
    do{
        
        k=Find(PCB, n,runtime);
        PCB[k].priority--;
        
        PCB[k].usecputime++;
        
        if(PCB[k].priority<0)
        {
            
            PCB[k].priority=0;
        }
        if(PCB[k].usecputime*onetime>=PCB[k].runningtime)
        {strcpy(PCB[k].statu,"finished");}
        for(i=0;i<n;i++)
        {
            if(i==k)
            {
                PCB[i].waittime=0;
            }
            if(i!=k&&PCB[i].arrivetime<=runtime&&PCB[i].statu[0]!='f')
            {
                PCB[i].waittime++;
                if(PCB[i].waittime==2)
                {
                    PCB[i].priority++;
                    PCB[i].waittime=0;
                }
            }
        }
        Output(PCB, n);
        runtime++;
    }while(isfinshed(PCB, n)!=1);
    
}

int isfinshed(Process *PCB,int n)//判断是否全部作业都调度完成
{
    int count=0;
    int i=0;
    for(;i<n;i++)
    {
        if(PCB[i].statu[0]=='f')
            count++;
    }
    if(count==n)
    {
        return 1;
    }
    return 0;
}
int Find(Process *PCB,int n,int runtime)//找最高优先级且没运行完的进程
{
    int i=0;
    
    int MAX=0;
    int k=0;
    for(;i<n;i++)
    {
        if(PCB[i].arrivetime<=runtime&&PCB[i].statu[0]=='r'&&PCB[i].priority>MAX)
        {
            MAX=PCB[i].priority;
            k=i;
        }
        
    }
    return k;
    
}
int Intput(Process *PCB,int n)//初始化
{
    int i;
    printf("
输入进程数:");
    scanf("%d",&n);
    for(i=0;i<n;i++)
    {
        printf("
输入进程名:");
        scanf("%s",&PCB[i].name);
        
        printf("
输入进程优先级:");
        scanf("%d",&PCB[i].priority);
        
        printf("
输入进程到达时间:");
        scanf("%d",&PCB[i].arrivetime);
        
        printf("
输入进程需要运行时间:");
        scanf("%d",&PCB[i].runningtime);
        
        strcpy(PCB[i].statu,"ready");
        PCB[i].usecputime=0;
        PCB[i].waittime=0;
    }
    
    return n;
}

void Output(Process *PCB,int n)
{
    int i;
    printf("
  **************************************************");
    printf("
进程名"); 
    printf("  进程优先级");
    printf("  进程到达时间");
    printf("  进程所需的运行时间");
    printf("  已用CPU时间");
    printf("  状态");
          
          
          
          for(i=0;i<n;i++)
          {
              
              printf("
%s",PCB[i].name);
              printf("        %d",PCB[i].priority);
              printf("              %d",PCB[i].arrivetime);
              printf("                %d",PCB[i].runningtime);
              printf("                 %d",PCB[i].usecputime);
              printf("          %s",PCB[i].statu);
              
              
          }
          
}

五、实验总结

    这个实验和上一次的实验有相似之处，不过我上一次的实验算法没有用到数据结构，所以这次实验要重新编写算法。一开始对数据结构不太熟悉，问了同学，参考了别人的代码，终于写出来了，非常高兴。通过这次实验，使我对数据结构更加的熟悉，对进程的运行过程也有了深刻的体会。