• 实验三-进程模拟调度


    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。

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