模拟处理机进程调度---简单循环轮转调度算法

简单循环轮转调度算法原理

当CPU空闲时，选取就绪队列队首元素，赋予时间片。当该进程时间片用完时，则释放CPU控制权，进入就绪队列的队尾，CPU控制权给下一个处于就绪队列首元素，原理如下图。

实现流程图

进程控制块PCB 的结构如下：

模拟实现

①时间片定义为：总相应时间/进程数；

②在屏幕上输出以下进程状态表（表中每一行代表一个进程对一个时间片的占用）：

③可以通过键盘命令动态地增加作业（即增加一个 PCB 数 3 据结构项），增加进程后，进程状态表内容可更新查看。

算法代码

#include "stdafx.h"
#include<queue>
#include<math.h>
#include<vector>
#include<iostream>
#include <iomanip>
using namespace std;

/*进程的数据结构*/
struct PCB
{
    int ID;//进程ID
    double in_time;//进程的进入时间
    double res_time;//进程的响应时间
    double l_time;//进程的剩余时间
};

/*进程调度函数                                    */
/*输入：进程队列prs,时间片timeslice                */
/*输出：进程状态表                                */    
void ProcessScheduling(queue<PCB>prs,double timeslice)
{
    cout << left;
    queue<PCB>ex_prs;//就绪队列，该队列中的进程是等待执行的
    ex_prs.push(prs.front());//第一个进程首先进入就绪队列
    prs.pop();//将第一个进程退出进程队列
    double slice_start;//时间片开始时间
    double slice_end = 0;//时间片结束时间
    cout << "----------------------------------进程状态表------------------------------------" << endl;
    cout <<setw(15)<<"进程ID" << "|" << setw(15) << "到达时间" << "|" <<setw(15) << "总响应时间" << "|" << setw(15) << "时间片开始时间"<<"|" << setw(15) <<"时间片结束时间"<<"|"<< endl;
    cout << "--------------------------------------------------------------------------------" << endl;
    while (!prs.empty()||!ex_prs.empty())
    {
        slice_start = slice_end;//更新时间片开始与结束时间
        slice_end += timeslice;//每次增加一个时间片的时间
        while (!prs.empty())
        //每次执行一个进程前，将能在此进程占用cpu期间进入就绪队列的进程加入就绪队列
        {
            if (prs.front().in_time > slice_end)break;
            ex_prs.push(prs.front());
            prs.pop();
            if (ex_prs.size() == 1)
            {
                slice_start = slice_end;
                slice_end += timeslice;
            }
        }
        //如果就绪队列为空则继续while循环
        if (ex_prs.empty())continue;
        //如果剩余时间小于或等于时间片
        if (ex_prs.front().l_time <= timeslice)
        {
            ex_prs.front().l_time = 0;//将进程的剩余时间置为0（可有可无）
            cout << setw(15) << ex_prs.front().ID << "|" << setw(15) << ex_prs.front().in_time << "|" << setw(15) << ex_prs.front().res_time << "|" << setw(15) << slice_start<<"|"<< setw(15) << slice_end<<"|"<< endl;
            ex_prs.pop();
        }
        else
        {
            ex_prs.front().l_time -= timeslice;//将进程的剩余时间减少一个时间片
            cout << setw(15) << ex_prs.front().ID << "|" << setw(15) << ex_prs.front().in_time << "|" << setw(15) << ex_prs.front().res_time << "|" << setw(15) << slice_start << "|" << setw(15) << slice_end <<"|"<< endl;
            //将队首进程置于队尾
            PCB tmp_pr = ex_prs.front();
            ex_prs.pop();
            ex_prs.push(tmp_pr);
        }

    }
    cout << "--------------------------------------------------------------------------------" << endl;
}
int main()
{
    queue<PCB>prs;
    //总响应时间
    double allres_time = 0;
    //时间片
    double timeslice = 0;
    PCB    pr1, pr2, pr3;

    pr1 = { 1,0,10,10 };
    pr2 = { 2,1,5,5 };
    pr3 = { 3,2,5,5 };
    allres_time += pr1.res_time + pr2.res_time + pr3.res_time;
    timeslice = allres_time / 3;
    prs.push(pr1);
    prs.push(pr2);
    prs.push(pr3);
    cout << "时间片为：" << timeslice << endl;
    ProcessScheduling(prs, timeslice);
    cout << "添加进程？(y/n):";
    char i;
    cin >> i;

    while (i-'y'==0)
    {
        PCB pr;
        cout << "请输入进程ID：";
        cin >> pr.ID;
        cout << "请输入进程到达时间：";
        cin >> pr.in_time;
        cout << "请输入进程响应时间：";
        cin >> pr.res_time;
        cout << "请输入进程剩余时间：";
        cin >> pr.l_time;
        prs.push(pr);
        allres_time += pr.res_time;
        timeslice = allres_time / prs.size();
        cout << "时间片为：" << timeslice << endl;
        ProcessScheduling(prs, timeslice);
        cout << "继续添加进程？(y/n)：";
        cin >> i;
    }
    return 0;
}

运行结果截图

编译程序

运行程序

添加一个进程

继续添加一个进程

运行环境：Ubuntu