实验三、进程调度模拟程序实验
商软1班 黄敏鹏 201406114116
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调度算法的理解。
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。
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。
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。
三、 实验方法、步骤及结果测试
1. 原理分析及流程图
源码：
1 #include<stdio.h> 2 #include<windows.h> 3 4 struct pcb{ 5 char name[10]; //进程名称 6 char status; //状态 7 8 int arrtime; //到达时间 9 int reqtime; //要求服务时间 10 int startime; //调度时间 11 int finitime; //完成时间 12 13 float TAtime; //周转时间 14 float TTAWtime; //带权周转时间 15 float prio; //优先级 16 }proarr[24],profin[24],pro[24]; 17 18 int systime=0; //系统时间 19 int intarr=0; //记录proarr[]的元素个数 20 int intfin; //记录profin[]的元素个数 21 int intpro; //记录pro[]的元素个数 22 23 void intputJobarr(); 24 void putoutJobarr(int n); 25 void putoutAllJobarr(); 26 void sort(); 27 void simulateCohort(); 28 29 /* 30 向proarr输入一个进程 31 */ 32 void intputJobarr(){ 33 printf(" 第 %d 个进程: ",intarr+1); 34 printf(" 输入进程名:"); 35 scanf("%s",&proarr[intarr].name); 36 printf(" 到达时间:"); 37 scanf("%d",&proarr[intarr].arrtime); 38 printf(" 要求服务时间:"); 39 scanf("%d",&proarr[intarr].reqtime); 40 intarr++; 41 } 42 43 /* 44 输出第n个进程信息 45 */ 46 void putoutJobarr(int n){ 47 n=n-1; 48 if(n<0){ 49 printf("n<0 "); 50 }else{ 51 printf(" name artime reqtime "); 52 printf("第 %d 个进程: %s %d %d ",n+1,proarr[n].name,proarr[n].arrtime,proarr[n].reqtime); 53 } 54 } 55 56 /* 57 输出所有进程信息 58 */ 59 void putoutAllJobarr(){ 60 printf(" 进程名 到达时间 要求服务时间 调度时间 完成时间 周转时间 带权周转时间 "); 61 for(int i=0;i<intarr;i++){ 62 printf(" %6s %8d %12d %8d %8d %8f %12f ",proarr[i].name,proarr[i].arrtime,proarr[i].reqtime,proarr[i].startime,proarr[i].finitime,proarr[i].TAtime,proarr[i].TTAWtime); 63 } 64 } 65 66 /* 67 对Jobarr进行排序，按照arrtime升序排序 68 */ 69 void sort(){ 70 pcb k; 71 for(int i=0;i<intarr;i++){ 72 for(int j=0;j<intarr-1;j++){ 73 if(proarr[j].arrtime>proarr[j+1].arrtime){ 74 k=proarr[j]; 75 proarr[j]=proarr[j+1]; 76 proarr[j+1]=k; 77 } 78 } 79 } 80 } 81 82 /* 83 模拟队列 84 */ 85 void simulateCohort(){ 86 proarr[0].startime=0; 87 proarr[0].finitime=proarr[0].startime+proarr[0].reqtime; 88 proarr[0].TAtime=proarr[0].finitime-proarr[0].arrtime; 89 proarr[0].TTAWtime=float(proarr[0].TAtime)/proarr[0].reqtime; 90 for(int i=1;i<intarr;i++){ 91 proarr[i].startime=proarr[i-1].finitime; 92 proarr[i].finitime=proarr[i].startime+proarr[i].reqtime; 93 proarr[i].TAtime=proarr[i].finitime-proarr[i].arrtime; 94 } 95 96 } 97 98 /* 99 * 主函数 100 */ 101 void main() 102 { 103 system("mode con cols=100 lines=30");//窗口宽度高度 104 int flag=1; 105 int n; 106 printf(" 进程的个数 : "); 107 scanf("%d",&n); 108 while(intarr<n){ 109 intputJobarr(); 110 } 111 system("cls"); 112 printf(" 这是您输入的数据: "); 113 putoutAllJobarr(); 114 115 sort(); 116 simulateCohort(); 117 118 printf(" ____________________________________________________________________________________________ "); 119 120 printf(" 这是模拟队列后的结果: "); 121 putoutAllJobarr(); 122 123 printf(" "); 124 }