时间片轮转算法和优先级调度算法 C语言模拟实现 收藏

时间片轮转算法和优先级调度算法C语言模拟实现收藏一、目的和要求进程调度是处理机管理的核心内容。本实验要求用高级语言编写模拟进程调度程序，以便加深理解有关进程控制快、进程队列等概念，并体会和了解优先数算法和时间片轮转算法的具体实施办法。二、实验内容1.设计进程控制块PCB的结构，通常应包括如下信息：进程名、进程优先数（或轮转时间片数）、进程已占用的CPU时间、进程到完成还需要的时间、进程的状态、当前队列指针等。2.编写两种调度算法程序：优先数调度算法程序循环轮转调度算法程序3.按要求输出结果。三、提示和说明分别用两种调度算法对伍个进程进行调度。每个进程可有三种状态；执行状态（RUN）、就绪状态（READY,包括等待状态）和完成状态（FINISH），并假定初始状态为就绪状态。（一）进程控制块结构如下：NAME——进程标示符PRIO/ROUND——进程优先数/进程每次轮转的时间片数（设为常数2）CPUTIME——进程累计占用CPU的时间片数NEEDTIME——进程到完成还需要的时间片数STATE——进程状态NEXT——链指针注：1.为了便于处理，程序中进程的的运行时间以时间片为单位进行计算；2.各进程的优先数或轮转时间片数，以及进程运行时间片数的初值，均由用户在程序运行时给定。（二）进程的就绪态和等待态均为链表结构，共有四个指针如下：RUN——当前运行进程指针READY——就需队列头指针TAIL——就需队列尾指针FINISH——完成队列头指针（三）程序说明1.在优先数算法中，进程优先数的初值设为：50-NEEDTIME每执行一次，优先数减1，CPU时间片数加1，进程还需要的时间片数减1。在轮转法中，采用固定时间片单位（两个时间片为一个单位），进程每轮转一次，CPU时间片数加2，进程还需要的时间片数减2，并退出CPU，排到就绪队列尾，等待下一次调度。2.程序的模块结构提示如下：整个程序可由主程序和如下7个过程组成：（1）INSERT1——在优先数算法中，将尚未完成的PCB按优先数顺序插入到就绪队列中；（2）INSERT2——在轮转法中，将执行了一个时间片单位（为2），但尚未完成的进程的PCB，插到就绪队列的队尾；（3）FIRSTIN——调度就绪队列的第一个进程投入运行；（4）PRINT——显示每执行一次后所有进程的状态及有关信息。（5）CREATE——创建新进程，并将它的PCB插入就绪队列；（6）PRISCH——按优先数算法调度进程；（7）ROUNDSCH——按时间片轮转法调度进程。主程序定义PCB结构和其他有关变量。（四）运行和显示程序开始运行后，首先提示：请用户选择算法，输入进程名和相应的NEEDTIME值。每次显示结果均为如下5个字段：namecputimeneedtimeprioritystate注：1．在state字段中，R代表执行态，W代表就绪（等待）态，F代表完成态。2．应先显示R态的，再显示W态的，再显示F态的。3．在W态中，以优先数高低或轮转顺序排队；在F态中，以完成先后顺序排队。viewplaincopytoclipboardprint?1./*2.操作系统实验之时间片轮转算法和优先级调度算法3.ByVisualC++6.04.*/#includestdio.h#includestdlib.h#includestring.htypedefstructnode{charname[20];/*进程的名字*/intprio;/*进程的优先级*/intround;/*分配CPU的时间片*/intcputime;/*CPU执行时间*/intneedtime;/*进程执行所需要的时间*/charstate;/*进程的状态，W——就绪态，R——执行态，F——完成态*/intcount;/*记录执行的次数*/structnode*next;/*链表指针*/}PCB;PCB*ready=NULL,*run=NULL,*finish=NULL;/*定义三个队列，就绪队列，执行队列和完成队列*/intnum;voidGetFirst();/*从就绪队列取得第一个节点*/voidOutput();/*输出队列信息*/voidInsertPrio(PCB*in);/*创建优先级队列，规定优先数越小，优先级越高*/voidInsertTime(PCB*in);/*时间片队列*/voidInsertFinish(PCB*in);/*时间片队列*/voidPrioCreate();/*优先级输入函数*/voidTimeCreate();/*时间片输入函数*/voidPriority();/*按照优先级调度*/voidRoundRun();/*时间片轮转调度*/intmain(void){charchose;printf(请输入要创建的进程数目:\n);scanf(%d,&num);getchar();printf(输入进程的调度方法：(P/R)\n);scanf(%c,&chose);switch(chose){case'P':case'p':PrioCreate();Priority();break;case'R':case'r':TimeCreate();RoundRun();break;default:break;}Output();return0;}voidGetFirst()/*取得第一个就绪队列节点*/{run=ready;if(ready!=NULL){run-state='R';ready=ready-next;run-next=NULL;}}voidOutput()/*输出队列信息*/{PCB*p;p=ready;printf(进程名\t优先级\t轮数\tcpu时间\t需要时间\t进程状态\t计数器\n);while(p!=NULL){printf(%s\t%d\t%d\t%d\t%d\t\t%c\t\t%d\n,p-name,p-prio,p-round,p-cputime,p-needtime,p-state,p-count);p=p-next;}p=finish;while(p!=NULL){printf(%s\t%d\t%d\t%d\t%d\t\t%c\t\t%d\n,p-name,p-prio,p-round,p-cputime,p-needtime,p-state,p-count);p=p-next;}p=run;while(p!=NULL){printf(%s\t%d\t%d\t%d\t%d\t\t%c\t\t%d\n,p-name,p-prio,p-round,p-cputime,p-needtime,p-state,p-count);p=p-next;}}voidInsertPrio(PCB*in)/*创建优先级队列，规定优先数越小，优先级越低*/{PCB*fst,*nxt;fst=nxt=ready;if(ready==NULL)/*如果队列为空，则为第一个元素*/{in-next=ready;ready=in;}else/*查到合适的位置进行插入*/{if(in-prio=fst-prio)/*比第一个还要大，则插入到队头*/{in-next=ready;ready=in;}else{while(fst-next!=NULL)/*移动指针查找第一个别它小的元素的位置进行插入*/{nxt=fst;fst=fst-next;}if(fst-next==NULL)/*已经搜索到队尾，则其优先级数最小，将其插入到队尾即可*/{in-next=fst-next;fst-next=in;}else/*插入到队列中*/{nxt=in;in-next=fst;}}}}voidInsertTime(PCB*in)/*将进程插入到就绪队列尾部*/{PCB*fst;fst=ready;if(ready==NULL){in-next=ready;ready=in;}else{while(fst-next!=NULL){fst=fst-next;}in-next=fst-next;fst-next=in;}}voidInsertFinish(PCB*in)/*将进程插入到完成队列尾部*/{PCB*fst;fst=finish;if(finish==NULL){in-next=finish;finish=in;}else{while(fst-next!=NULL){fst=fst-next;}in-next=fst-next;fst-next=in;}}voidPrioCreate()/*优先级调度输入函数*/{PCB*tmp;inti;printf(输入进程名字和进程所需时间：\n);for(i=0;inum;i++){if((tmp=(PCB*)malloc(sizeof(PCB)))==NULL){perror(malloc);exit(1);}scanf(%s,tmp-name);getchar();/*吸收回车符号*/scanf(%d,&(tmp-needtime));tmp-cputime=0;tmp-state='W';tmp-prio=50-tmp-needtime;/*设置其优先级，需要的时间越多，优先级越低*/tmp-round=0;tmp-count=0;InsertPrio(tmp);/*按照优先级从高到低，插入到就绪队列*/}}voidTimeCreate()/*时间片输入函数*/{PCB*tmp;inti;printf(输入进程名字和进程时间片所需时间：\n);for(i=0;inum;i++){if((tmp=(PCB*)malloc(sizeof(PCB)))==NULL){perror(malloc);exit(1);}scanf(%s,tmp-name);getchar();scanf(%d,&(tmp-needtime));tmp-cputime=0;tmp-state='W';tmp-prio=0;tmp-round=2;/*假设每个进程所分配的时间片是2*/tmp-count=0;InsertTime(tmp);}}voidPriority()/*按照优先级调度，每次执行一个时间片*/{intflag=1;GetFirst();while(run!=NULL)/*当就绪队列不为空时，则调度进程如执行队列执行*/{Output();/*输出每次调度过程中各个节点的状态*/while(flag){run-prio-=3;/*优先级减去三*/run-cputime++;/*CPU时间片加一*/run-needtime--;/*进程执行完成的剩余时间减一*/if(run-needtime==0)/*如果进程执行完毕，将进程状态置为F，将其插入到完成队列*/{run-state='F';run-count++;/*进程执行的次数加一*/InsertFinish(run);flag=0;}else/*将进程状态置为W，入就绪队列*/{run-state='W';run-count++;/*进程执行的次数加一*/InsertTime(run);flag=0;}}flag=1;GetFirst();/*继续取就绪队列队头进程进入执行队列*/}}voidRoundRun()/*时间片轮转调度算法*/{intflag=1;GetFirst();while(run!=NULL){Output();while(flag){run-count++;run-cputime++;run-needtime--;if(run-needtime==0)/*进程执行完毕*/{run-state='F';InsertFinish(run);flag=0;}elseif(run-count==run-round)/*时间片用完*/{run-