实验三、进程调度模拟程序实验
专业：商业软件工程 姓名：曾治业 学号：201406114235
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
二、 实验内容和要求
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。
思考：作业调度与进程调度的不同？
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。
(1). 静态优先数是在创建进程时确定的，并在整个进程运行期间不再改变。
(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。
(3). （**） 进程的优先数及需要的运行时间可以事先人为地指定，（也可以由随机数产生）。
(4). （**）在进行模拟调度过程可以创建（增加）进程，其到达时间为进程输入的时间。
1.2.3实验题B：编写并调试一个模拟的进程调度程序，采用“基于时间片轮转法”调度算法对N（N不小于5）个进程进行调度。 “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。（此调度算法是否有优先级？）
(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。
(3). （**）考虑进程的阻塞状态B（Blocked）增加阻塞队列。进程的是否阻塞和阻塞的时间由产生的“随机数”确定（阻塞的频率和时间长度要较为合理）。注意进程只有处于运行状态才可能转换成阻塞状态，进程只有处于就绪状态才可以转换成运行状态。
1. 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。
三、 实验方法、步骤及结果测试
1. 源程序名：压缩包文件（实验三.rar）中源程序名（procNQue.c）
可执行程序名：procNQue.exe
2. 原理分析及流程图
存储结构：链表结构体；
主要算法：先来先服务
关键函数：void sort() /* 进程进行优先级排列函数*/
void input() /* 建立进程控制块函数*/
void check() /* 显示所有进程状态函数 */
void running() /* 运行函数。判断是否完成，完成则撤销，否则置就绪状态并插入就绪队列*/
void cteatpdisp()/*显示(运行过程中)增加新进程后,所有就绪队列中的进程*/
3. 主要程序段及其解释：
1 running() /* 运行函数。判断是否完成，完成则撤销，否则置就绪状态并插入就绪队列*/ 2 { 3 int slice,i; 4 slice=1;//3.思考：slice的作用？以及赋值变化的原因？ 5 for(i=1;i<((N+1)-p->prio);i++) 6 slice=slice*2; 7 for(i=1;i<=slice;i++) 8 { 9 (p->rtime)++; 10 if (p->rtime==p->ntime) 11 break; 12 } 13 if(p->rtime==p->ntime) 14 destroy(); /* 调用destroy函数*/ 15 else 16 { 17 if(p->prio>1) (p->prio)--; 18 p->status='r'; 19 sort(); /*调用sort函数*/ 20 } 21 } 22 void cteatpdisp() 23 /*显示(运行过程中)增加新进程后,所有就绪队列中的进程*/ 24 { 25 26 int i; 27 28 printf(" 当增加新进程后,所有就绪队列中的进程(此时无运行进程): "); /*显示就绪队列状态*/ 29 for(i=N;i>=1;i--) 30 printbyprio(i); 31 } 32 void creatp() 33 { 34 char temp; 35 printf(" Creat one more process?type Y (yes)"); 36 scanf("%c",&temp); 37 if (temp=='y'||temp=='Y') 38 { 39 input(); 40 cteatpdisp(); 41 } 42 43 } 44 check() /* 显示所有进程状态函数 */ 45 { 46 PCB* pr; 47 int i; 48 printf(" /\/\/\/\当前正在运行的进程是:%s",p->name); /*显示当前运行进程*/ 49 printf(" qname status prio ndtime runtime "); 50 disp(p); 51 52 printf(" 当前就绪队列状态为: "); /*显示就绪队列状态*/ 53 for(i=N;i>=1;i--) 54 printbyprio(i); 55 /* 56 while(pr!=NULL) 57 { 58 disp(pr); 59 pr=pr->link; 60 } 61 */ 62 }
4. 运行结果及分析
四、 实验总结
心得体会：这次的实验难度大，很多功能都没有实现，完全找不到进程调度的思路。
作业调度和进程调度的区别还是很大的，作业调度还是比较能接受的，但是进程调度实在是难以琢磨，让人感到很头疼。
因为进程调度的算法很难懂，不想作业调度那么简单。