操作系统课设-进程调度模拟设计(先来先服务、优先级法)

1、武汉理工大学操作系统课程设计说明书进程调度模拟设计先来先服务、优先级法1需求分析1.1设计目的1.阅读操作系统的处理机管理章节内容，对进程调度的功能以及进程调度算法有深入的理解。2.掌握一种计算机高级语言的使用。要求完成的主要任务: （包括课程设计工作量及其技术要求，以及说明书撰写等具体要求）1.2设计要求1.能够选择不同的调度算法（要求中给出的调度算法）；2.能够输入进程的基本信息，如进程名、优先级、到达时间和运行时间等；3.根据选择的调度算法显示进程调度队列；4.根据选择的调度算法计算平均周转时间和平均带权周转时间。2. 功能设计2.1数据结构1.进程的结构定义：struct Nodein

2、t num; string name; double run_time; double arrive_time; double start_time; double end_time; int priority; double turn; double turn_weight; Node *next;其中，num表示进程序号，name表示进程名称，run_time;表示进程运行时间，arrive_time表示进程到达时间，start_time表示进程开始执行的时间，end_time表示进程执行结束的时间，priority表示进程的优先级别（用1、2、3表示，且越大优先级越高），turn表示该进

3、程的周转时间，即进程结束时间减去进程开始到达时间，turn_weight表示带权周转时间，即进程的周转时间除以进程的运行时间。2.使用链表储存进程（逆序存储）开 始功能号：0：退出 1：输入进程信息 2：FIFO服务算法 3：优先级算法选择 3输入进程信息输入进程信息，不限制进程个数num= -1 ?NY结束输入进程信息Node *PCB_create()Node *head;head=new Node;head->next=NULL;int n;string na;double r;double a;int p;cout<<endl<<" 进程号：&q

4、uot;cin>>n;cout<<" 进程名："cin>>na;cout<<"进程运行时间："cin>>r;cout<<"进程到达时间："cin>>a;cout<<" 进程优先级："cin>>p;cout<<endl;Node *tp;tp=new Node;tp->num=n;tp->name=na;tp->run_time=r;tp->arrive_time=a;tp-

5、>priority=p;tp->next=head->next;head->next=tp;while(true)cout<<" 进程号：" cin>>n;if(n=-1) break;cout<<" 进程名："cin>>na;cout<<"进程运行时间："cin>>r;cout<<"进程到达时间："cin>>a;cout<<" 进程优先级："cin>>

6、p;cout<<endl;Node *tp; tp=new Node; tp->num=n; tp->name=na; tp->run_time=r; tp->arrive_time=a;tp->priority=p; tp->next=head->next; head->next=tp;return head;2.2先来先服务算法设计2.2.1 FIFO进程算法 Node *FIFO(Node *head)Node *tp=head->next;Node *FIFO_link=new Node;Node *temp=new N

7、ode;temp->next=FIFO_link;FIFO_link->num=tp->num;FIFO_link->name=tp->name;FIFO_link->run_time=tp->run_time;FIFO_link->arrive_time=tp->arrive_time;FIFO_link->end_time=tp->end_time;FIFO_link->priority=tp->priority; FIFO_link->next=NULL;Node *p=FIFO_link;tp=tp-&

8、gt;next; int i=0; while(tp!=NULL)Node *q=new Node;q->num=tp->num;q->name=tp->name;q->run_time=tp->run_time;q->arrive_time=tp->arrive_time;q->end_time=tp->end_time;q->priority=tp->priority; q->next=NULL;tp=tp->next; p=temp;while( p->next!=NULL && p

9、->next->arrive_time < q->arrive_time)p=p->next;q->next=p->next;p->next=q;double time=0;Node *tp_1=temp->next;tp_1->start_time=tp_1->arrive_time;tp_1->end_time=tp_1->arrive_time+tp_1->run_time;time=tp_1->end_time;queue_fifo=""queue_fifo=tp_1->

10、name;cout<<"->动态进程队列（查找中）："Sleep(2000);cout<<queue_fifo;Sleep(2000);tp_1=tp_1->next;while(tp_1!=NULL)cout<<"->"Sleep(2000);cout<<tp_1->name;queue_fifo=queue_fifo+" -> "+tp_1->name;tp_1->start_time=time;tp_1->end_time=tp_1-

11、>start_time+tp_1->run_time;time=tp_1->end_time;tp_1=tp_1->next;Sleep(2000);Node *tp_2=temp->next;double sum_turn=0;double sum_turn_weight=0;while(tp_2!=NULL)tp_2->turn=tp_2->end_time-tp_2->arrive_time;tp_2->turn_weight=tp_2->turn/tp_2->run_time;sum_turn=sum_turn+tp_2

12、->turn;sum_turn_weight=sum_turn_weight+tp_2->turn_weight;tp_2=tp_2->next;count+;cout<<"tt查找结束！"<<endl;/cout<<"->进程队列为："<<queue_fifo<<endl<<endl;turn_all=sum_turn;turn_weight_all=sum_turn_weight;return temp;2.2.2 FIFO算法思想、流程图及打印进程队列1

13、) FIFO算法思想：系统提供了输入进程信息的功能，所以，在程序中可用链表（都指针为head）来存储输入的数据信息，在实现FIFO进程调度算法时，直接使用链表中的进程信息做进程调度；首先从链表的都结点开始查找，将链表的次序重新调整，按照进程到达时间从小到大进行排序，实现方法为：新建一个链表，每次复制head链表中的一个结点，并插入到新建的链表里面去，每次插入都做一个比较，将新插入的结点的到达时间与已插入的结点的到达时间比较，找到对应的位置插入到新建的链表中去，直到head链表结束为止，并将新建链表的头指针返回。2) FIFO算法流程图：开 始head链表扫描结束?N从head链表中取一个结点（

14、第一次为头结点）复制该结点，即申请一个结构体Node，使其与所取结点进程信息一致time_arrive>new_time_arrive ?NYp=p->next将新建结点插入新的链表中结 束3) 打印进程信息打印进程信息算法：void print_fifo(Node *hd)Node *tp=hd->next;cout<<endl;cout.setf(ios:left);cout<<" "<<setw(10)<<"进程号"<<setw(10)<<"进程名&

15、quot;<<setw(12)<<"到达时间"<<setw(12)<<"运行时间"<<setw(12)<<"开始时间"<<setw(12)<<"结束时间"<<endl;while(tp!=NULL)cout<<" "<<setw(10)<<tp->num<<setw(10)<<tp->name<<setw(

16、12)<<tp->arrive_time<<setw(12)<<tp->run_time; cout<<setw(12)<<tp->start_time<<setw(12)<<tp->end_time<<endl;tp=tp->next; 2.3优先级算法设计2.3.1 优先级算法Node *Prior(Node *head)Node *tp=head->next;Node *PRO=new Node;Node *temp=new Node; /temp为新链表的

17、头指针temp->next=PRO;PRO->num=tp->num;PRO->name=tp->name;PRO->run_time=tp->run_time;PRO->arrive_time=tp->arrive_time;PRO->end_time=tp->end_time;PRO->priority=tp->priority;PRO->next=NULL;Node *p=PRO;tp=tp->next; while(tp!=NULL) Node *q=new Node;q->num=tp-&

18、gt;num;q->name=tp->name;q->run_time=tp->run_time;q->arrive_time=tp->arrive_time;q->end_time=tp->end_time;q->priority=tp->priority; q->next=NULL;tp=tp->next; p=temp;while( p->next!=NULL && p->next->priority < q->priority)p=p->next;q->ne

19、xt=p->next;p->next=q;double time=0;Node *tp_1=temp->next;tp_1->start_time=tp_1->arrive_time;tp_1->end_time=tp_1->arrive_time+tp_1->run_time;time=tp_1->end_time;queue_pro=""queue_pro=tp_1->name;cout<<"->动态进程队列（查找中）："Sleep(2000);cout<<qu

20、eue_pro;Sleep(2000);tp_1=tp_1->next;while(tp_1!=NULL)cout<<"->"Sleep(2000);cout<<tp_1->name;queue_pro=queue_pro+" -> "+tp_1->name;tp_1->start_time=time;tp_1->end_time=tp_1->start_time+tp_1->run_time;time=tp_1->end_time;tp_1=tp_1->next;

21、Sleep(2000);cout<<endl;Node *tp_2=temp->next;int count=0;double sum_turn=0;double sum_turn_weight=0;while(tp_2!=NULL)tp_2->turn=tp_2->end_time-tp_2->arrive_time;tp_2->turn_weight=tp_2->turn/tp_2->run_time;sum_turn=sum_turn+tp_2->turn;sum_turn_weight=sum_turn_weight+tp_2

22、->turn_weight;tp_2=tp_2->next;count+;cout<<"tt查找结束！"<<endl;/cout<<"->进程队列为："<<queue_pro<<endl<<endl;turn_all=sum_turn;turn_weight_all=sum_turn_weight;/cout<<"平均周转时间为:"<<sum_turn/count<<endl;/cout<<&quo

23、t;平均带权周转时间为："<<sum_turn_weight/count<<endl;return temp;2.3.2优先级算法的思想、输出调度结果及流程图1) 优先级算法思想：优先级算法的思想与FIFO的思想比较相似，也是对进程队列中进行排序，在输入进程信息时，也定义了该进程的优先级，优先级算法对进程队列的排序是按优先级从大到小进行排序的，该算法也是新建一个链表用于保存优先级从大到小的进程队列，并计算对应的数据，如周转时间和带权周转时间，返回头指针。2) 输出调度结果void print_pro(Node *hd)Node *tp=hd->next;

24、cout.setf(ios:left);cout<<" "<<setw(10)<<"进程名"<<setw(12)<<"到达时间"<<setw(12)<<"运行时间"<<setw(12)<<"优先级"<<setw(12)<<"开始时间"<<setw(12)<<"结束时间"<<endl;whil

25、e(tp!=NULL)cout<<" "<<setw(10)<<tp->name<<setw(12)<<tp->arrive_time<<setw(12)<<tp->run_time<<setw(12)<<tp->priority; cout<<setw(12)<<tp->start_time<<setw(12)<<tp->end_time<<endl;tp=tp->

26、next;3) 流程图开 始head链表扫描结束?N从head链表中取一个结点（第一次为头结点）复制该结点，即申请一个结构体Node，使其与所取结点进程信息一致priority>new_priority ?NYp=p->next将新建结点插入新的链表中结 束3.开发平台及源程序的主要部分3.1开发平台Windows 7操作系统 Microsoft visual c+ 6.0环境C+高级语言3.2源程序主要部分int main()Node *fifo,*pro;Node *head;int choice;/string s1="->",s2="&l

27、t;-"/cout<<s1;Sleep(1000);/cout<<s2;while(true)cout<<endl<<endl;cout<<" *"<<endl;cout<<" * 0: 退出 *"<<endl;cout<<"* 1: 输入进程信息 *"<<endl;cout<<"* 2: FIFO算法 *"<<endl;cout<<"* 3

28、: 优先级算法 *"<<endl;cout<<"*"<<endl;cout<<"选择：_bbb"cin>>choice;if(choice=0) break;switch(choice)case 1: head=new Node;head=PCB_create();break;case 2: cout<<endl<<"FIFO:"<<endl; fifo=FIFO(head);print_fifo(fifo);cout.preci

29、sion(5);cout<<"t平均周转时间: "<<turn_all<<"/"<<count<<"="<<turn_all/count<<endl;cout<<"t平均带权周转时间: "<<turn_weight_all<<"/"<<count<<"="<<turn_weight_all/count<<end

30、l;break;case 3: cout<<endl<<"PRORITY:"<<endl;pro=Prior(head);print_pro(pro);cout.precision(5);cout<<"t平均周转时间: "<<turn_all<<"/"<<count<<"="<<turn_all/count<<endl;cout<<"t平均带权周转时间: "<<turn_weight_all<<"/"<<count<<"="<<turn_weight_all/count<&