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实验三、进程调度模拟程序实验

时间:2016-05-13 14:01:01      阅读:289      评论:0      收藏:0      [点我收藏+]

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1.    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。

 

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。

 

3.    实验环境

可以选用Turbo C作为开发环境。也可以选用Windows下的VB,CB等可视化环境,利用各种控件较为方便。自主选择实验环境。

4.    实验原理及核心算法参考程序段

     动态优先数(优先数只减不加):

        技术分享

 #include "stdio.h" 
  2 #include <stdlib.h> 
  3 #include <conio.h> 
  4 #define getpch(type) (type*)malloc(sizeof(type)) 
  5 #define N 3
  6 struct pcb { /* 定义进程控制块PCB */ 
  7        char name[10]; 
  8        char status; 
  9        int prio; 
 10        int ntime; 
 11        int rtime; 
 12        struct pcb* link; 
 13 }*ready=NULL,*p; 
 14 
 15 typedef struct pcb PCB; 
 16   
 17   
 18 sort() /* 进程进行优先级排列函数*/ 
 19 { 
 20   PCB *first, *second; 
 21   int insert=0; 
 22   if((ready==NULL)||((p->prio)>(ready->prio))) /*优先级最大者,插入队首*/ 
 23   { 
 24     p->link=ready; 
 25     ready=p; 
 26   } 
 27   else /* 进程比较优先级,插入适当的位置中*/ 
 28   { 
 29     first=ready; 
 30     second=first->link; 
 31     while(second!=NULL) 
 32     { 
 33       if((p->prio)>(second->prio)) /*若插入进程比当前进程优先数大,*/ 
 34       { /*插入到当前进程前面*/ 
 35         p->link=second; 
 36         first->link=p; 
 37         second=NULL; 
 38         insert=1; 
 39       } 
 40       else /* 插入进程优先数最低,则插入到队尾*/ 
 41       { 
 42         first=first->link; 
 43         second=second->link; 
 44       } 
 45     } 
 46     if(insert==0) first->link=p; 
 47   } 
 48 } 
 49  
 50 input() /* 建立进程控制块函数*/ 
 51 { 
 52   int i,num; 
 53   /*clrscr();  */   /*清屏*/
 54   printf("\n 请输入进程数?"); 
 55   scanf("%d",&num); 
 56   for(i=0;i<num;i++) 
 57   { 
 58     printf("\n 进程号No.%d:\n",i); 
 59     p=getpch(PCB);  /*宏(type*)malloc(sizeof(type)) */
 60     printf("\n 输入进程名:"); 
 61     scanf("%s",p->name); 
 62     /*printf("\n 输入进程优先数:"); 
 63     scanf("%d",&p->prio); */
 64     p->prio=N;
 65     printf("\n 输入进程运行时间:"); 
 66     scanf("%d",&p->ntime); 
 67     printf("\n"); 
 68     p->rtime=0;p->status=r; 
 69     p->link=NULL; 
 70     sort(); /* 调用sort函数*/ 
 71   } 
 72 
 73 } 
 74 
 75 
 76 int space() 
 77 { 
 78   int l=0; PCB* pr=ready; 
 79   while(pr!=NULL) 
 80   { 
 81   l++; 
 82   pr=pr->link; 
 83   } 
 84   return(l); 
 85 } 
 86 
 87 
 88 disp(PCB * pr) /*单个进程显示函数*/ 
 89 { 
 90   
 91   printf("|%s\t",pr->name); 
 92   printf("|%c\t",pr->status); 
 93   printf("|%d\t",pr->prio); 
 94   printf("|%d\t",pr->ntime); 
 95   printf("|%d\t",pr->rtime); 
 96   printf("\n"); 
 97 } 
 98 
 99 void printbyprio(int prio)
100 {
101   PCB* pr; 
102   pr=ready; 
103   printf("\n ****当前第%d级队列(优先数为%d)的就绪进程有:\n",(N+1)-prio,prio); /*显示就绪队列状态*/ 
104   printf("\n qname \tstatus\t prio \tndtime\t runtime \n"); 
105   while(pr!=NULL) 
106   { 
107     if (pr->prio==prio) disp(pr); 
108     pr=pr->link; 
109   } 
110 }
111 
112 check() /* 显示所有进程状态函数 */ 
113 { 
114   PCB* pr; 
115   int i;
116   printf("\n /\\/\\/\\/\\当前正在运行的进程是:%s",p->name); /*显示当前运行进程*/ 
117    printf("\n qname \tstatus\t prio \tndtime\t runtime \n"); 
118   disp(p); 
119   
120   printf("\n 当前就绪队列状态为:\n"); /*显示就绪队列状态*/ 
121   for(i=N;i>=1;i--)
122     printbyprio(i);
123   /*
124   while(pr!=NULL) 
125   { 
126     disp(pr); 
127     pr=pr->link; 
128     } 
129   */
130 } 
131 
132 
133 destroy() /*进程撤消函数(进程运行结束,撤消进程)*/ 
134 { 
135   printf("\n 进程 [%s] 已完成.\n",p->name); 
136   free(p); 
137 } 
138 
139 
140 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*/ 
141 { 
142   int slice,i;
143   slice=1;
144   for(i=1;i<((N+1)-p->prio);i++)
145     slice=slice*2;
146     
147   for(i=1;i<=slice;i++)
148   {
149      (p->rtime)++; 
150      if (p->rtime==p->ntime)
151        break;
152        
153   }
154   if(p->rtime==p->ntime) 
155       destroy(); /* 调用destroy函数*/ 
156   else 
157   { 
158     if(p->prio>1) (p->prio)--; 
159     p->status=r; 
160     sort(); /*调用sort函数*/ 
161   } 
162 } 
163 void cteatpdisp()
164 /*显示(运行过程中)增加新进程后,所有就绪队列中的进程*/
165 { 
166  
167   int i;
168    
169   printf("\n 当增加新进程后,所有就绪队列中的进程(此时无运行进程):\n"); /*显示就绪队列状态*/ 
170   for(i=N;i>=1;i--)
171     printbyprio(i);
172 }
173 void creatp()
174 {
175      char temp;
176      printf("\nCreat one  more process?type Y (yes)");
177      scanf("%c",&temp);
178      if (temp==y||temp==Y)
179      {
180         input();
181         cteatpdisp();
182      }
183      
184 }        
185      
186 
187 main() /*主函数*/ 
188 { 
189   int len,h=0; 
190   char ch; 
191   input(); 
192   len=space(); 
193   while((len!=0)&&(ready!=NULL)) 
194   { 
195     ch=getchar(); 
196     /*getchar();*/
197     h++; 
198     printf("\n The execute number:%d \n",h); 
199     p=ready; 
200     ready=p->link; 
201     p->link=NULL; 
202     p->status=R; 
203     check(); 
204     running(); 
205     creatp();
206     printf("\n 按任一键继续......"); 
207     ch=getchar(); 
208   } 
209   printf("\n\n 进程已经完成.\n"); 
210   ch=getchar(); 
211   ch=getchar();
212 } 

 

实验三、进程调度模拟程序实验

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原文地址:http://www.cnblogs.com/dalaotan/p/5487661.html

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