进程调度实验报告

操作系统实验报告实验项目：进程调度学院：计算机学院专业：班级：学号：姓名：操作系统实验设计报告11.实验目的在采用多道程序设计的系统中，往往有若干个进程同时处于就绪状态。当就绪进程个数大于处理机数时，就必须依照某种策略来决定哪些进程优先占用处理机。本实验模拟在单处理机情况下的进程调度，加深了解进程调度的工作。2.实验内容设计一个按时间片轮转法实现进程调度的程序。(1)假定系统有五个进程，每一个进程用一个进程控制块PCB来代表，进程控制块的格式为：其中，进程名——作为进程的标识，假设五个进程的进程名分别为Q1，Q2，Q3，Q4，Q5。指针——进程按顺序排成循环队列，用指针指出下一个进程的进程控制块的首地址，最后一个进程的指针指出第一个进程的进程控制块首地址。要求运行时间——假设进程需要运行的单位时间数。已运行时间——假设进程已经运行的单位时间数，初始值为“0”。状态——有两种状态，“就绪”和“结束”，初始状态都为“就绪”，用“R”表示。当一个进程运行结束后，它的状态为“结束”，用“E”表示。(2)每次运行所设计的进程调度程序前，为每个进程任意确定它的“要求运行时间”。(3)把五个进程按顺序排成循环队列，用指针指出队列连接情况。另用一标志单元记录轮到运行的进程。例如，当前轮到Q2执行，则有：进程名指针要求运行时间已运行时间状态标志单元操作系统实验设计报告2(4)进程调度总是选择标志单元指示的进程运行。由于本实验是模拟进程调度的功能，所以对被选中的进程并不实际的启动运行，而是执行“已运行时间+1”来模拟进程的一次运行，表示进程已经运行过一个单位的时间。请注意：在实际的系统中，当一个进程被选中运行时，必须置上该进程可以运行的时间片值，以及恢复进程的现场，让它占有处理机运行，直到出现等待事件或运行满一个时间片。在这时省去了这些工作，仅用“已运行时间+1”来表示进程已经运行满一个时间片。(5)进程运行一次后，应把该进程的进程控制块中的指针值送到标志单元，以指示下一个轮到运行的进程。同时，应判断该进程的要求运行时间与已运行时间，若该进程的要求运行时间≠已运行时间，则表示它尚未执行结束，应待到下一轮时再运行。若该进程的要求运行时间=已运行时间，则表示它已经执行结束，应指导它的状态修改成“结束”（E）且退出队列。此时，应把该进程的进程控制块中的指针值送到前面一个进程的指针位置。(6)若“就绪”状态的进程队列不为空，则重复上面的(4)和(5)的步骤，直到所有的进程都成为“结束”状态。(7)在所设计的程序中应有显示或打印语句，能显示或打印每次选中进程的进程名以及运行一次后进程队列的变化。(8)为五个进程任意确定一组“要求运行时间”，启动所设计的进程调度程序，显示或打印逐次被选中的进程名以及进程控制块的动态变化过程。3.程序设计(1)数据结构设计一个有N个进程并发的进程调度程序。每个进程有一个进程控制块（PCB）表示。进程控制块可以包含如下信息：进程名、优先数、到达时间、需要运行时间、已用CPU时间、进程状态等等。分析：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）。进程的到达时间为进程输入的时间。进程的运行时间以时间片为单位进行计算。每个进程的状态可以是就绪W（Wait）、运行R（Run）、或完成F（Finish）操作系统实验设计报告3三种状态之一。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。(2)主要算法设计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），然后按照优先数的大小把它插入就绪队列等待CPU。每进行一次调度程序都打印一次运行进程、就绪队列、以及各个进程的PCB，以便进行检查。4.程序实现操作系统实验设计报告4(1)主程序main()/*主函数*/{inth=0;charch;input();/*建立进程控制块函数*/while(ready!=NULL){ch=getchar();h++;printf(\nTheexecutenumber:%d\n,h);p=ready;ready=p-link;p-link=NULL;p-state='R';/*P指向第一个进程，ready指向第二个进程，置P所指为运行进程*/check();/*建立进程查看函数，显示运行进程和就绪进程列表*/running();/*运行一个时间片，未结束,置就绪，结束撤销*/printf(\npressanykeytocontiue......);ch=getchar();}printf(\n\nprocesshasfinished.\n);ch=getchar();}(2)头文件#includestdio.h#includestdlib.h#includeconio.h#definegetpch(type)(type*)malloc(sizeof(type))structpcb{/*定义进程控制块PCB*/charname[10];charstate;intsuper;intntime;intrtime;structpcb*link;}*ready=NULL,*p;typedefstructpcbPCB;操作系统实验设计报告5(3)实现文件*************************************************/函数名:sort函数功能:建立对进程进行优先级排列函数输入参数:无函数返回值:无处理说明:建立对进程进行优先级排列函数，优先级最大者,插入队首，进程比较优先级,插入适当的位置中，若插入进程比当前进程优先数大,插入到当前进程前面，插入进程优先数最低,则插入到队尾*************************************************/sort()/*建立对进程进行优先级排列函数*/{PCB*first,*second;intinsert=0;if((ready==NULL)||((p-super)(ready-super)))/*优先级最大者,插入队首*/{p-link=ready;ready=p;}else/*进程比较优先级,插入适当的位置中*/{first=ready;second=first-link;while(second!=NULL){if((p-super)(second-super))/*若插入进程比当前进程优先数大*/{/*插入到当前进程前面*/p-link=second;first-link=p;second=NULL;insert=1;}else/*插入进程优先数最低,则插入到队尾*/{first=first-link;second=second-link;}}if(insert==0)first-link=p;}}操作系统实验设计报告6*************************************************/函数名:input函数功能:建立进程控制块函数输入参数:无函数返回值:无处理说明:建立进程控制块函数，为PCB分配内存*************************************************/input()/*建立进程控制块函数*/{inti,num;printf(\nplsinputprocessnumber:);scanf(%d,&num);for(i=0;inum;i++){printf(\nprocessidNo.%d:\n,i);p=getpch(PCB);/*#definegetpch(type)(type*)malloc(sizeof(type))为PCB分配内存*/printf(\ninputprocessname:);scanf(%s,p-name);printf(\ninputprocesspro:);scanf(%d,&p-super);printf(\ninputprocessruntime:);scanf(%d,&p-ntime);printf(\n);p-rtime=0;p-state='w';p-link=NULL;sort();/*每创建一个进程，调用sort函数一次*/}}*************************************************/函数名:disp函数功能:建立进程显示函数,用于显示当前进程输入参数:PCB*pr函数返回值:输出进程情况处理说明:显示当前进程*************************************************/disp(PCB*pr)/*建立进程显示函数,用于显示当前进程*/{printf(\nqname\tstate\tsuper\tndtime\truntime\n);printf(%s\t,pr-name);printf(%c\t,pr-state);printf(%d\t,pr-super);printf(%d\t,pr-ntime);操作系统实验设计报告7printf(%5d\t,pr-rtime);printf(\n);}*************************************************/函数名:check函数功能:建立进程查看函数输入参数:PCB*pr函数返回值:输出进程情况处理说明:显示当前运行进程，显示就绪队列状态*************************************************/check()/*建立进程查看函数*/{PCB*pr;printf(\n****runningprocessis:%s,p-name);/*显示当前运行进程*/disp(p);pr=ready;printf(\n****readyline:\n);/*显示就绪队列状态*/while(pr!=NULL){disp(pr);pr=pr-link;}}*************************************************/函数名:destroy函数功能:建立进程撤消函数(进程运行结束,撤消进程)输入参数:无函数返回值:无处理说明:建立进程就绪函数(进程运行时间到,置就绪状态)，调用destroy函数，调用sort函数*************************************************/destroy()/*建立进程撤消函数(进程运行结束,撤消进程)*/{printf(\nprocess[%s]finished.\n,p-name);free(p);}running()/*建立进程就绪函数(进程运行时间到,置就绪状态*/{(p-rtime)++;/*运行时间加1*/if(p-rtime==p-ntime)destroy();/*调用destroy函数*/操作系统实验设计报告8else{(p-super)--;/*优先数减1*/p-state='w';/*置就绪*/sort();/*调用sort函数*/}}*************************************************/5.程序测试(1)创建进程输入进程的数目(2)输入5个进程的数据○1进程名：Q1进程优先度：2进程需要运行时间：5○2进程名：Q2进程优先度：3进程需要运行时间：4操作系统实验设计报告9○3进程名：Q3进程优先度：2进程需要运行时间：4○4进程名：Q4进程优先度：4进程需要运行时间：6○5进程名：Q5进程优先度：2进程需要运行时间：5操作系统实验设计报告10(3)运行PCB○1第一个时间段○2第二个时间段操作系统实验设计报告11○3第三个时间段○4第四个时间段操作系统实验设计报告12○5第五个时间段○