实验三 进程调度模拟程序
专业：物联网工程 姓名：王鸾 学号：201306104128
一、 实验目的和要求
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。
二、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。
三、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。
四、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。
五、实验方法、步骤及结果测试
1.源程序名：压缩包文件（rar或zip）中源程序名 hm.c
可执行程序名：hm.exe
2.原理分析及流程图
3.主要程序段及其解释：
#include<stdio.h>
#include<string.h>
#include<conio.h>
#include<stdlib.h>
int i,k,num,m,n;
#define N 25
struct JCB{
char name[10]; //进程名
float AT; //到达时间
float RT; //运行时间
float S; //开始时间
float F; //完成时刻
float CT; //已用CPU时间
char status[25]; //状态
float p; //优先级
}jcb[N],temp;
void input() //用户输入模块
{
int i;
do{
printf(" 请输入作业数(3-24):");
scanf("%d",&num);
printf(" ");
if(num<3||num>24)
{
printf("输入错误，请重新输入！ ");
}
}
while(num<3||num>24);
for(i=0;i<num;i++)
{
strcpy(jcb[i].status,"r"); //在调度之前所有的进程的状态都是等待
printf("第%d个作业名:",i+1);
scanf("%s",&jcb[i].name);
printf(" 提交时间:");
scanf("%f",&jcb[i].AT);
printf(" 运行时间:");
scanf("%f",&jcb[i].RT);
printf(" ");
}
}
void output() //输出模块
{
printf("************************************* ");
printf(" 作业名 到达时间 运行时间 已用CPU时间 ");
for(i=0;i<num;i++)
{
printf(" %-9s%-9.0f%-9.0f%-10.0f% ",jcb[i].name,jcb[i].AT,jcb[i].RT,jcb[i].CT);
}
printf("************************************* ");
}
void simple() //简单轮转法
{
int time=1,m=0,ge=0; //time代表时间
int i,j;
int a[25];
while(1)
{
for(j=0;j<num;j++)
{
if(jcb[j].AT>=time)//判断当时有多少作业到达
{
a[m]=j;
m++;
}
}
for(i=0;i<m;i++) //每m个为一个循环
{
if(strcmp(jcb[a[i]].status,"f")==0) continue;//已调度完毕的则不需要再调度
else jcb[a[i]].CT++; //CPU时间加一
if(jcb[a[i]].CT==jcb[a[i]].RT) //如果该进程的使用CPU时间等于运行时间，则它的状态为完成。
strcpy(jcb[a[i]].status,"f");
time++;
output();
}
for(i=0;i<num;i++) //判断是否所有调度都完成 是则退出while
{
if(strcmp(jcb[a[i]].status,"f")==0) ge++;
if(ge==num) break;
}
if(ge==num) break;
}
}
main()
{
int n;
do{
input();
printf("进程调度模拟程序 ");
printf("0:exit退出 ");
scanf("%d",&n);
printf(" ");
if(n==0) continue;
else simple();
}
while(n!=0);
}
4.运行结果及分析
5.总结
本次实验程序中，刚开始遇到一些问题，如CPU已用时间算法，后来查阅网上资料和询问同学得到解决。