• 操作系统之实验三 进程调度模拟程序


    实验三 进程调度模拟程序

         专业:商业软件工程     班级:商软2班     姓名:甘佳萍     学号:201406114207

    一.    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。

    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。

    0.

    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。

    二.    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(rarzip)中源程序名yy.c

    可执行程序名:yy.exe

     2.      原理分析及流程图

    主要总体设计问题。

    (包括存储结构,主要算法,关键函数的实现等)

    存储结构:

    typedef struct process  
    {    
        char name[10];                      //进程名   
        int priority;                       //优先数,priority=-1000; 表示进程调度已完成 
        Time ReachTime;                     //到达时间,这里按照录入系统时的先后顺序,从0依次增加   
        Time NeedTime;                     //需要运行时间   
        Time UsedTime;                     //已用时间,是指当前该进程已用的时间   
        char state;                        //进程状态,就绪 W(Wait)、运行R(Run)、或完成F(Finish)三种状态之一
    }PCB;                                //进程控制块

    主要算法:

    关键函数:

    void menu()
    void AddProcess()
    void sort()
    void print()
    void attemper()
    void main()

     3.      主要程序段及其解释:

    实现主要功能的程序段,重要的是程序的注释解释。        

    源程序:

    #include <stdio.h> 
    
    #define Time int 
    #define Max 100   
    
    typedef struct process  
    {    
        char name[10];                      //进程名   
        int priority;                       //优先数,priority=-1000; 表示进程调度已完成 
        Time ReachTime;                     //到达时间,这里按照录入系统时的先后顺序,从0依次增加   
        Time NeedTime;                     //需要运行时间   
        Time UsedTime;                     //已用时间,是指当前该进程已用的时间   
        char state;                        //进程状态,就绪 W(Wait)、运行R(Run)、或完成F(Finish)三种状态之一
    }PCB;                                //进程控制块
    
    int n;                               //标示进程的总数 
    PCB pcb[Max];  
    int pTime;                          //时间片大小 
    
    //菜单
    void menu()
    {
        printf("
                     |*************** 进程调度 *************|
    ");
        printf("                 |======================================|
    ");
        printf("                 |     0.进程调度结束,并退出           |
    ");
        printf("                 |     1.增加进程并调度进程             |
    ");
        printf("                 |     2.打印进程                       |
    ");
        printf("                 |======================================|
    ");
    }
    
    void AddProcess() 
    {     
        char ch; 
         do 
         {            
             printf("
    请输入进程名:");          
             scanf("%s",pcb[n].name);           
             printf("请输入进程的优先级:");          
             scanf("%d",&pcb[n].priority);           
             printf("请输入进程需要的时间:");          
             scanf("%d",&pcb[n].NeedTime);         
             pcb[n].ReachTime=n;          
             pcb[n].UsedTime=0;         
             pcb[n].state='W';          
             n++;        
             printf("您还要继续增加进程吗,是(Y/y),否(N/n):");          
             do        
             {            
                 ch=getchar();        
             } while(ch!='Y'&&ch!='N'&&ch!='y'&&ch!='n');         
         }while (ch=='Y'||ch=='y');
         }  // 排序函数,将最先运行的进程放在最先即pcb[0] 
    
    void sort()  
    {                                     //用冒泡排序     
        int i,j;     
        PCB temp;                                       
        //先按到达时间排序  
        for (i=0;i<n-1;i++)  
        {    
            for (j=n-2;j>=i;j--)   
            {     
                if (pcb[j+1].ReachTime<pcb[j].ReachTime)    
                {      
                    temp=pcb[j];      
                    pcb[j]=pcb[j+1];     
                    pcb[j+1]=temp; 
                }   
            }  
        
        }                                       //再按优先级进行排序  
        for (i=0;i<n-1;i++)  
        {    
            for (j=n-2;j>=i;j--)   
            {     
                if (pcb[j+1].priority>pcb[j].priority)    
                { 
                    temp=pcb[j];      
                    pcb[j]=pcb[j+1];     
                    pcb[j+1]=temp;    
                }   
            }  
        }   
        if (pcb[0].state!='F')  
        {    
            pcb[0].state='R';                //将优先级最高的状态置为运行  
        } 
    }    
    
    void print()                             //打印 
    {      
        int i;     
        sort();   
        printf("
      进程名    优先级   到达时间  需要时间  已用时间  进程状态 
    ");   
        for (i=0;i<n;i++)    
        {  
            printf("%8s%8d%8d%10d%10d%10c
    ",pcb[i].name,pcb[i].priority,pcb[i].ReachTime,pcb[i].NeedTime,pcb[i].UsedTime,pcb[i].state); 
        } 
    }  
    
    void attemper()                           //调度   
    {           
        do{      
            if ((pcb[0].NeedTime-pcb[0].UsedTime)>pTime)     
            {           
                pcb[0].UsedTime+=pTime;       //已用时间加时间片         
                pcb[0].priority--;            //优先级减一
                pcb[0].state='W';     
            }        
            else     
            {       
                pcb[0].UsedTime=pcb[0].NeedTime;//已用时间等于需要时间         
                pcb[0].priority=-1000;         //优先级置为零          
                pcb[0].state='F';             //完成进程,将状态置为完成     
            }         
            print();     
        }while(pcb[0].state!='F'); 
    }  
    
    void main() 
    {   
        int i;
            n=0;                                 //初始化进程数为0     
        printf("请设置当前进程的时间片大小:");     
        scanf("%d",&pTime);     
        while(1)
        {
         menu();
            printf("	请选择输入 (0~2):  ");
            scanf("%d",&i);
        
               switch(i)/*根据输入的i值不同选择相应操作*/
            {
                case 1 :           
                AddProcess();     
                print();     
                attemper();     
                  break ;
                case 2 :
                     print();break ;
                case 0:
                  return;    
           }
        }
    }

    4.      运行结果及分析

    一般必须配运行结果截图,结果是否符合预期及其分析。

       (截图需根据实际,截取有代表性的测试例子)

    运行结果:

    四、        实验总结

         总之,编写进程调度模拟程序的过程有(如解决实际问题)。从解决实际问题的角度,我们可以这样来看:首先要了解这个问题的基本要求,即输入、输出、完成从输入到输出的要求是什么;其次,从问题的要害入手,从前到后的解决问题的每个方面,即从输入开始入手,着重考虑如何从输入导出输出。在这个过程中,可确定所需的变量、数组、函数,然后确定处理的过程--算法。可得出最后的结论,进而完成程序的编写。经过这次实验,我对进程调度有了深一步的了解,同时也初步了解了进程调度模拟程序的工作原理。总的来说这个实验不是很难,还有这个实验很有趣。

  • 相关阅读:
    Oracle11gR2 INDEX FAST FULL SCAN 成本计算
    SELECT MIN(ID),MAX(ID) FROM TABLE 优化问题
    一次帮助网友优化的SQL案例
    Oracle11gR2 全表扫描成本计算(非工作量模式noworkload)
    & 符号在 SQLPLUS 的转义
    通过设置SQLPLUS ARRAYSIZE(行预取)加快SQL返回速度
    [linux] 如何让你自己写的程序也支持自动补全(bash环境)
    linux 查看系统版本 命令
    ubuntu右键添加打开终端的快捷菜单
    ubuntu右键添加打开终端的快捷菜单
  • 原文地址:https://www.cnblogs.com/gjpg/p/5447156.html
Copyright © 2020-2023  润新知