进程调度程序设计报告(源代码)资料

1、成绩佥陂科扶學院课程设计报告题目进程调度程序设计课 程名称操作系统课程设计院 部名称 计算机工程学院专业计算机科学与技术班级 13 计算机科学与技术(单)(1)学生姓名周敏健学号 1305201013课程设计地点A104课程设计学时20学时指导教师何健金陵科技学院教务处制摘要 3一、课程设计的目的和要求 4二、系统需求分析 4三、总体设计 5四、详细设计 6五、测试、调试过程 9六、结论与体会 11七、参考文献 12附录：源程序 12课程设计课题进程调度程序设计摘要在多道系统中，对批处理作业需要进行作业调度。作业调度是在资源满足的条件下，将处于就绪状态的作业调入内存， 同时生成与作业相对应的进

2、程，并未这些进程提供所需要的资源。进程调度需要根据进程控制块（PCB中的信息，检查系统是否满足进程的资源需求。只有在满足进程的资源需求的情况下，系统才能进行进程调度。下面是几种常见的作业调度算法：先来先服务（FCFS、优先算法、轮换算法、短作业优先算法以及最高响应比优先法等， 本文将对前两种 算法进行详细的介绍。关键词：进程调度，优先级，FCFS PCB作业，资源、课程设计的目的和要求1、目的进程调度是处理机管理的核心内容。本设计要求用C语言编写和调试一个简单的进程调度程序。通过设计本可以加深理解有关进程控制块、进程队列的概念， 并体会和了解最高优先数优先的调度算法（即把处理机分配给优先数最高

3、的进程）和先来先服务算法的具体实施办法。2、要求1）进程调度算法：采用最高优先数优先的调度算法（即把处理机分配给优先数最高的 进程）和先来先服务算法。2） 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。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）。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。4） 每个进程的状态可以是就绪W（ Wait）、运行R（ Run）、或完成F （ Finish）三种状 态之一。5） 就绪进程获得 CPU后都只能运行一个时间

4、片。用已占用CPU时间加1来表示。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 CPU。6） 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。7）重复以上过程，直到所要进程都完成为止。二、系统需求分析编写一个模拟进程调度的程序，将每个进程抽象成一个进程控制块PCB PCB用一个结构体描述。采用两种不同的调度算法来实现功能，主要有如下几大功能模块组成。（1）创建优

5、先数PCB模块用循环来实现对每个进程的进程名、 进程优先数（随机分配）以及所需时间 的录入。将进程队列存放到就绪队列等待执行。（2）优先数调度算法模块从优先级最高（就绪队列的第一个进程）的开始执行，每执行一次优先数减 1,并重新放入就绪队列进行排序，对排序完的继续运行直到所有进程都结束。（3）FCFS创建 PCB模块对N个进程的信息进行输入：进程名、到达时间、需要时间等。每输入一个 进程，按进程的到达时间进行排序，记下前驱和后继的方法。（4）FCFS调度算法模块当系统时间与第一个进程到达时间一致时，将进程状态置为Run,直到这个进程执行完，再判断下个进程的到达时间，若系统时间大于下个进程的到达

6、时间， 即上个进程的结束时间就是下个进程的开始时间，反之就等待系统时间。进程结束后放入完成队列。（5）主函数及菜单显示由主菜单进入显示界面，进行算法选择。三、总体设计进程是程序在处理机上的执行过程。进程存在的标识是进程控制块（PCB，所谓系统创建一个进程，就是由系统为某个程序设置一个PCB用于对该进程进行控制和管理。进程任务完成，由系统收回其PCB该进程便消亡。每个进程可有三个状态：运行状态、就绪状态和完成状态。因此设计三个链队列，finish为完成队列的头指针，wait为就绪队列的头指针。因为每一时刻，CPU只能运行 一个进程，所以运行队列只有一个run指针指向当前运行的进程。考虑到处理的

7、方便，将它们设为全局变量。总体结构框架图：开始界面优先数算法FCFS算法四、详细设计(1)优先数调度算法优先调度算法要为每一个进程设一个优先数， 它总是把处理机给就绪队列中 具有最高优先权的进程。常用的算法有静态优先权法和动态优先权法。本程序采 用了动态优先权法，使进程的优先权随时间而改变。 初始的进程优先数取决于进 程运行所需的时间，时间大，则优先数低，所以采取了将进程优先数定位最大的 那个进程，随着进程的运行优先数进行调整， 每次运行时都是从就绪队列中选取 优先数最大的进程运行，所以将就绪队列按照优先数的大小从高到低排序，这样, 每次取队头进程即可。(2)先来先服务调度算法先来先服务调度算

8、法是按照进程进入就绪队列的先后顺序调度并分配处理机执行。先来先服务算法是一种不可抢占的算法，先进入就绪队列的进程， 先被 处理机运行，一旦一个进程占有了处理机， 它就一直运行下去，直到该进程完成 工作或者因为等待某种事件而不能继续运行时才释放处理机。五、测试、调试过程界面B隹ES穀“璽:b嚳:c间 择入入翕入爲入富 TI蓿请进所境所尊所3 4 B a- TJ 优先数算法输入st进程占用CPU时间需要的时间优先级数状态b0315Uc0415Ua057W寻字进程占用CPU时间需要的时间优救数狀态仁Q415Rb1 214U057U字进程占用CPU时间需要的时间优先级数状态C1314Rh1 214Ua

9、05?W字进程占用CPU时间需要的时间优先级数状态h1 214R：2 213Ua057UT字进程占用CPU时间需要的时间优先级数状态h2 113R2 213Wa057U优先数算法输出t 4Hr.- Z来目i聲诜达霉达毒达霞达要 疔童到示探到耒琵到更挺到需FCFS算法输入先来先服务篇袪结果输岀名字名字到达时间245到达时间24到达时间24到达时间45开始时间U00齐始时间2000开始时间200B开始时间7S0服务时间324服务时间服务时间服务时间3240 0010元成时间70&0完成时间状态UUW状态RWUU状态FWWRUUFFCFS算法输出遇到的问题：在设计程序时，在算法上面出现了一些错误，优

10、先数不是由大到小排序，而 是应该这样理解，当进程执行一个时间片时，优先数减一（使用CPU勺时间变少， 反而优先级高），因此，优先级高的优先数应该是比较小的，而不是优先数大的 优先级大。在程序调试时，链表发生了错误，该内存不可写或者就是程序直接结 束，但最终结果不是我想要的，经过一番折腾，最后发现，头指针和头结点混淆， 有些地方没有给指针分配内存，语句的先后顺序不正确，以及没有考虑到链表最 后没有设置结束标志。六、结论与体会做这个程序我断断续续的算下来应该总共用了 2天，主要是花时间在观察 别人的算法读别人的程序，然后才开始写自己的程序，期间参考了前人的程序并 进行了改善和加工，这让我对进程调度

11、的理解再次加深了， 这是在平常学习的基 础上，与程序相结合的过程，让我再次感受到编程给我们带来的无穷魅力， 只要 自己有兴趣，其实编程也是一件有趣的事， 为了达到一定的要求，我们必须多次 尝试用不同的方法去实现它，比如，进程调度有先来先服务算法，对于这个算法， 可以用数组实现，也可以用链表实现， 但是到底哪个更好哪个更灵活呢， 相信学过C语言的人都知道肯定是用链表实现最好了。这次设计还是有一些不足之处的，比如在算法和运行效率上还是有些欠缺的，需要进一步去改善程序代码，提高效率，减少冗余和错误，让使用者更清晰的观察和理解进程调度。七、参考文献1 任爱华、罗晓峰操作系统实用教程(第三版)M.北京：

12、清华大学出版社，20092 谌卫军、王浩娟操作系统M.北京：清华大学出版社，2012.53 (日)前桥和弥(Maebasi Kazuya).征服C指针M.吴雅明译北京：人民邮电出版社，2013.2附录：源程序#in clude#in clude#in clude#i nclude#in cludetypedef struct nodechar n ame10;/进程名in t prio;进程优先数int cputime;/进程占用CPU时间int n eedtime;/进程到完成还要的时间int arrivetime;/进程到达时间int starttime;/进程开始时间int fini s

13、htime;/进程完成时间int servicetime;进程服务时间char state;/进程的状态struct node *n ext;PCB;PCB *fini sh,*ready,*ru n;队列指针int N;/进程量void firsti n()run=ready;/就绪队列头指针赋值给运行头指针run-state=R：进程状态变为运行态ready=ready- next;/就绪对列头指针后移到下一进程void prt1(char a)switch(a)case 1:/*优先数法*/printf(”名字t进程占用CPU时间t需要的时间t优先级数t状态n”);break;case

14、2:/*先来先服务算法*/printf(名字t到达时间t开始时间t服务时间t完成时间t状态n);break; default:break;void prt2(char a,PCB *q)switch(a)case 1:prin tf(%st%dtt%dtt%dtt%c n,q- name,q-cputime,q- needtime,q-prio,q-state); break;case 2:prin tf(%st%dtt%dtt%dtt%dtt%c n,q- name,q-arrivetime,q-starttime,q-servicetim e,q-fi ni shtime,q-state)

15、;break;default:break;void prt(char algo)PCB *p;prt1(algo);/输出文字格式if(run!=NULL)/如果运行指针不空prt2(algo,run); /输出当前正在运行的PCBp=ready; /输出就绪队列PCBwhile(p!=NULL)prt2(algo,p);p=p-n ext;p=fi nish;输出完成队列的PCBwhile(p!=NULL)prt2(algo,p);p=p-n ext;getchar(); /压任意键继续void in sert1(PCB *q)PCB *p1,*s,*r;int b;s=q; 待插入的PCB

16、指针p仁ready; II就绪队列头指针r=p1; II做pl的前驱指针b=1;while(p1!=NULL)&b)根据优先数确定插入位置if(p1_prio=s_prio)r=p1;p1=p1- n ext;elseb=0;if(r!=p1)如果条件成立说明插入在r与p1之间r-n ext=s;s-n ext=p1;elses- next=p1; 否则插入在就绪队列的头 ready=s;void in sert2(PCB *q)PCB *p1,*s,*r;int b;s=q; /指针s指向新要插入的进程p仁ready; /指针p1指向原来的进程的对首r=p1;/使用指针r指向p1前面的进程b

17、=1;while(p1!=NULL) &b)if(p1-arrivetimearrivetime)r=p1;p1=p1- n ext;elseb=0;if(r!=p1)r-n ext=s;s-n ext=p1;elses-n ext=p1; ready=s;void create1(char alg)PCB *p;int i,time;char na10;ready=NULL; /就绪队列头指针fin ish=NULL;完成队列头指针run=NULL; /运行队列头指针输入N个进程名和所需时间创建PCBfor(i=1;in ame ,n a);p-cputime=0;p-n eedtime=t

18、ime;p-state=W;p-prio=rand()%15+1; / 随机分配优先数1,15 if(ready!=NULL) /就绪队列不空则调用插入函数插入in sert1(p); /对新进程插入就绪队列elsep- next=ready; /创建就绪队列的第一个PCBready=p;system(cls);prin tf(优先数算法结果输出n);printf(”n);prt(alg); /输出进程PCB信息run=ready; /将就绪队列的第一个进程投入运行ready=ready-n ext;run-state=R：void create2(char alg)PCB *p;int i;

19、ready=NULL;run=NULL;fin ish=NULL;for(i=0;in ame); printf(到达时间:);sca nf(%d,&p-arrivetime);printf(需要时间:);sca nf(%d,&p-servicetime);p-starttime=0;p-fi ni shtime=0;p-state=W;if(ready!=NULL)in sert2(p);将新进程插入就绪队列elsep-next=ready;创建就绪队列的第一个 ready=p;system(cls);prin tf(先来先服务算法结果输出n);printf(n);prt(alg);void

20、 priority(char alg)while(ru n!=NULL)/当运行队列不空时，有进程正在运行run-cputime=r un-cputime+1;run-n eedtime=r un-n eedtime-1;run-prio=run-prio-1; / 每运行一次优先数-1if(run-prioprio=0;if(run- needtime=O)/如果所需时间为0,即完成，将其插入完成队列run-n ext=fi ni sh;fini sh=r un;run-state=F：/置状态为完成态run=NULL;运行队列头指针为空if(ready!=NULL) /如果就绪队列不空fi

21、rstin(); /将就绪对列的第一个进程投入运行else 没有运行完同时优先数不是最大，则将其变为就绪态插入到就绪队列 if(ready!=NULL )&(run-prioprio)run-state=W;状态改为就绪in sert1(ru n);将进程按优先数大小插入firstin(); /将就绪队列的第一个进程投入运行prt(alg); /输出进程PCB信息void FCFS(char alg) int time=0;/系统时间从0开始dorun=ready;就绪序列的第一个进程放入run队列进行执行run-state=R：进程开始执行 ready=ready-n ext;/ 指向下一个

22、 time=r un-arrivetimetime? run-arrivetime:time;run-starttime=time; 进程开始 prt(alg);/显示正在执行的进程 time=time+run-servicetime;/计算下个进程最小可开始时间 run-finishtime=time;/ 进程结束时间 run-state=F;结束状态标识 prt(alg);/进程结束再显示 run-n ext=fi ni sh;finish=run;进程结束放入结束队列run=NULL;while(ready!=NULL);/*菜单显示函数*/void Menu()system(cls);prin tf(tt+ +n);prin tf(tt|进程调度算法| n ”)；prin tf(tt| | n);prin tf(tt|n);pri