操作系统实验报告 1

1、操作系统实验报告 1、进程调度算法 学 生： 热孜万古丽.买买提 学 号： 201306090106 学 院： 电气与信息工程学院 系 别： 计算机系 专 业： 网络工程 实验时间： 2015年6月 报告时间： 2015-7-1 实验1 进程调度算法一、实验内容按优先数调度算法实现处理器调度。二、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器数时，就必须依照某种策略来决定哪些进程优先占用处理器。本实验模拟在单处理器情况下的处理器调度，帮助学生加深了解处理器调度的工作。三、实验原理设计一个按优先数调度算法实现处理器调度的程序。 (1) 假定系统有五

2、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：进程名指针要求运行时间优先数状态其中，进程名作为进程的标识，假设五个进程的进程名分别为P1，P2，P3，P4，P5。指针按优先数的大小把五个进程连成队列，用指针指出下一个进程的进程控制块的首地址，最后一个进程中的指针为“0”。要求运行时间假设进程需要运行的单位时间数。优先数赋予进程的优先数，调度时总是选取优先数大的进程先执行。状态可假设有两种状态，“就绪”状态和“结束”状态。五个进程的初始状态都为“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) 在每次运行你所设计的处理器调度程序之前，为每

3、个进程任意确定它的“优先数”和“要求运行时间”。(3) 为了调度方便，把五个进程按给定的优先数从大到小连成队列。用一单元指出队首进程，用指针指出队列的连接情况。例： 队首标志 K2 K1P1 K2P2 K3P3 K4P4 K5P50K4K5K3K12312415342RRRRRPCB1PCB2PCB3PCB4PCB5(4) 处理器调度总是选队首进程运行。采用动态改变优先数的办法，进程每运行一次优先数就减“1”。由于本实验是模拟处理器调度，所以，对被选中的进程并不实际的启动运行，而是执行：优先数-1要求运行时间-1来模拟进程的一次运行。提醒注意的是：在实际的系统中，当一个进程被选中运行时，必须恢

4、复进程的现场，让它占有处理器运行，直到出现等待事件或运行结束。在这里省去了这些工作。(5) 进程运行一次后，若要求运行时间¹0，则再将它加入队列（按优先数大小插入，且置队首标志）；若要求运行时间=0，则把它的状态修改成“结束”（E），且退出队列。(6) 若“就绪”状态的进程队列不为空，则重复上面（4）和（5）的步骤，直到所有进程都成为“结束”状态。(7) 在所设计的程序中应有显示或打印语句，能显示或打印每次被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“优先数”和“要求运行时间”，启动所设计的处理器调度程序，显示或打印逐次被选中进程的进程名以及进程控制

5、块的动态变化过程。四、实验内容1、调度算法的流程图如下 : 2、程序中使用的数据结构及符号说明进程调度算法：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（将用户作业和就绪进程按提交顺序或变为就绪状态的先后排成队列，并按照先来先服务的方式进行调度处理）。 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。 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

6、 W（Wait）、运行R（Run）、或完成F（Finish）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。 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。 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。 重复以上过程，直到所要进程都完成为止。3、源程序#include "stdio.h" #i

7、nclude <stdlib.h> #include <conio.h> #define getpch(type) (type*)malloc(sizeof(type) #define NULL 0 struct pcb /* 定义进程控制块PCB */ char name10; char state; int super; int ntime; int rtime; struct pcb* link; *ready=NULL,*p; typedef struct pcb PCB; char sort() /* 建立对进程进行优先级排列函数*/ PCB *first,

8、*second; int insert=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->

9、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; char input() /* 建立进程控制块函数*/ int i,num; /clrscr(); /*清屏*/ printf("n 请输入被调度的进程数目："); scanf("%d",&num); for(i=0;i<num;i+) printf("n 进程号N

10、o.%d:n",i); p=getpch(PCB); printf("n 输入进程名:"); scanf("%s",p->name); printf("n 输入进程优先数:"); scanf("%d",&p->super); printf("n 输入进程运行时间:"); scanf("%d",&p->ntime); printf("n"); p->rtime=0;p->state='w'

11、; p->link=NULL; sort(); /* 调用sort函数*/ int space() int l=0; PCB* pr=ready; while(pr!=NULL) l+; pr=pr->link; return(l); char disp(PCB * pr) /*建立进程显示函数,用于显示当前进程*/ printf("n qname t state t super t ndtime t runtime n"); printf("|%st",pr->name); printf("|%ct",pr->

12、;state); printf("|%dt",pr->super); printf("|%dt",pr->ntime); printf("|%dt",pr->rtime); printf("n"); char check() /* 建立进程查看函数 */ PCB* pr; printf("n * 当前正在运行的进程是:%s",p->name); /*显示当前运行进程*/ disp(p); pr=ready; printf("n *当前就绪队列状态为:n"

13、;); /*显示就绪队列状态*/ while(pr!=NULL) disp(pr); pr=pr->link; char destroy() /*建立进程撤消函数(进程运行结束,撤消进程)*/ printf("n 进程 %s 已完成.n",p->name); free(p); char running() /* 建立进程就绪函数(进程运行时间到,置就绪状态*/ (p->rtime)+; if(p->rtime=p->ntime) destroy(); /* 调用destroy函数*/ else (p->super)-; p->sta

14、te='w' sort(); /*调用sort函数*/ main() /*主函数*/ int len,h=0; char ch; input(); len=space(); while(len!=0)&&(ready!=NULL) ch=getchar(); h+; printf("n The execute number:%d n",h); p=ready; ready=p->link; p->link=NULL; p->state='R' check(); running(); printf("

15、n 按任一键继续."); ch=getchar(); printf("nn 进程已经完成.n"); ch=getchar(); 四、运行结果分析结果分析：根据上述输入的三个进程的信息可以得到：优先级最高的是进程ping,所以最先调度进程ping,它的状态为运行态，需要执行的时间为5。而当前就绪队列状态为：进程xu的优先级比较高，处于就绪队列前面，而进程gui的优先级是三者中最低的，所以处于就绪队列的最后。而此时这两个进程的状态都为就绪态。结果分析：当进程ping执行了一个时间片之后而它已占用 CPU时间已达到所需要的运行时间，则将它的优先级减1之后，再将三个进程按

16、优先级的大小排列，从中选择优先级大的进程进入运行状态，则该次进入运行态的是进程xu。按照这种方式一直运行下去 ，直到：结果分析：当进程ping的CPU占用时间等于它需要的执行时间时，进程ping调度完成。则这时进程调度中还有两个进程：进程gui和进程xu。结果分析：当调度进程中只剩下进程gui和进程xu时，这时根据进程优先级的大小，进程gui将进入运行态。结果分析：当进程xu完成调度时，进程调度程序中直剩下进程gui了，这时进程gui将进入运行态，而当前就绪队列将为空。结果分析：当进程gui的CPU占用时间等于所需要的执行时间时，进程gui调度完成，则这时进程调度中已经没有需要调度的进程了，则整个进程调度完成。5、总结与体会该实验利用进程调度中的优先级算法调度进程，开始给每一个进程设定一个优先