操作系统-进程调度算法地模拟

文案大全《操作系统》实验题目I进程调度算法模拟一、实验目的通过对进程调度算法的模拟，进一步理解进程的基本概念，加深对进程运行状态和进程调度过程、调度算法的理解。二、设备与环境（1）硬件设备：PC机一台（2）软件环境：安装Windows操作系统或者Linux操作系统，并安装相关的程序开发环境，如C\C++\Java等编程语言环境。三、实验内容（1）用C、C++、Java语言编程实现对5个进程采用动态优先权调度算法进行调度的过程。数据如下：5个进程的到达时刻和服务时间见下表，忽略I/O以及其它开销时间，使用动态优先权算法进行调度，优先权初始值为100，请输出各个进程的完成时刻、周转时间、带权周转时间。进程到达时刻服务时间A03B26C44D65E82（2）每个用来标识进程的进程控制块PCB可用结构来描述，包括以下字段（用不到的字段可以不定义）。进程标识数ID。进程优先数PRIORITY，并规定优先数越大的进程，其优先权越高。进程已占用CPU时间CPUTIMEo进程还需占用的CPU时间ALLTIMEo当进程运行完毕时，ALLTIME变为0。进程的阻塞时间STARTBLOCK，表示当进程再运行STARTBLOCK个时间片后，进程将进入阻塞状态。进程被阻塞的时间BLOCKTIME，表示已阻塞的进程再等待BLOCKTIME个时间片后，将转换成就绪状态。进程状态STATEo队列指针NEXT，用来将PCB排成队列。优先数改变的原则：进程在就绪队列中呆一个时间片，优先数增加1o进程每运行一个时间片，优先数减3o为了清楚地观察每个进程的调度过程，程序应将每个时间片内的进程的情况显示出来，包括正在运行的进程，处于就绪队列中的进程和处于阻塞队列中的进程。分析程序运行的结果，谈一下自己的认识。四、实验结果及分析(1)实验关键代码模拟PCB数据结构定义：///枚举进程的状态：新建、就绪、执行、阻塞、终止enumSTATE_PROCESS{New,Ready,Run,Block,Finish};typedefenumSTATE_PROCESSSTATE;///建立PCB结构体structPCB_NODE{intid;///进程标识数intpriority;///进程优先数intarriveTime;///进程到达时间intcpuTime;///进程已占用CPU时间intallTime;///进程还需占用CPU时间intblockTime;///进程已阻塞时间STATEstate;///进程状态structPCB_NODE*prev;///PCB前指针structPCB_NODE*next;///PCB后指针）；typedefstructPCB_NODEPCB;模拟进程队列操作函数定义：///进程入列voidqueuePush(PCB*process,PCB*queueHead)///进程出列voidqueuePop(PCB*process,PCB*queueHead)///查看队列中进程信息voidqueueWalk(PCB*queueHead)模拟就绪队列操作函数定义：///进程插入到就绪队列voidreadyQueuePush(PCB*process)///优先数最大的进程出列PCB*readyQueuePop()///每个时间片更新就绪队列中的进程信息voidreadyQueueUpdate(inttimeSlice,PCB*pcb)///返回就绪队列最大优先数的值intreadyMaxPriority()///查看就绪队列中的进程信息voidreadyQueueWalk()模拟阻塞队列操作函数定义：///进程插入到阻塞队列

voidblockQueuePush(PCB*process)///优先数最大的进程出列PCB*blockQueuePop()///每个时间片更新阻塞队列中进程的信息voidblockQueueUpdate()///查看阻塞队列中的进程信息voidblockQueueWalk()模拟动态优先权进程调度函数定义：///初始化进程PCB数据，返回PCB头指针PCB*initData()///模拟CPU执行1个时间片的操作voidcpuWord(PCB*cpuProcess)主函数关键代码：inttimeSlice=0;///模拟CPU时间片intcpuBusy=0;///模拟CPU状态PCB*cpuProcess=NULL;///当前CPU执行的进程PCB*pHead,*pro;///进程PCB头指针pHead=initData();///初始化进程PCB,返回进程头指针pro=pHead+1;///pro指向PCB中第一个进程readyQueueUpdate(timeSlice,pro);///根据进程到达时间将新建进程加入绪队列///模拟动态优先权进程调度while(true)(if(readyQueueNum==0&&blockQueueNum==0&&cpuBusy==0)(printf("就绪队列、阻塞队列和CPU当前无进程运行，退出\n");break;}///endifif(cpuBusy==0){///CPU空闲，选择一个进程进入CPUif(readyQueueNum>0){///选择就绪队列优先级最高的进程作为CPU运行进程cpuProcess=readyQueuePop();}else{///就绪队列中没有进程，改为选择阻塞队列优先级最高的进程cpuProcess=blockQueuePop();}cpuProcess->cpuTime=0;///设置当前运行进程占用CPU时间cpuProcess->state=Run;///设置当前运行进程的状态cpuBusy=1;///设置CPU当前状态为忙}///endiftimeSlice++;///当前时间片加1printf("\n第%d个时间片后：\n",timeSlice);cpuWord(cpuProcess);///模拟CPU执行1个时间片的操作if(cpuProcess->allTime==0){///若当前执行进程还需CPU时间片为0cpuProcess->state=Finish;///设置当前进程状态为终止free(cpuProcess);///释放该进程的PCB内存空间cpuBusy=0;///CPU状态设置为空闲}///endif///更新就绪队列和阻塞队列中的进程信息blockQueueUpdate();readyQueueUpdate(timeSlice,pro);///查看就绪队列和阻塞队列的进程信息readyQueueWalk();blockQueueWalk();if(cpuBusy==1&&readyQueueNum>0&&cpuProcess->priority<readyMaxPriority()){blockQueuePush(cpuProcess);///需抢占CPU,当前执行的进程调入阻塞队列cpuProcess=readyQueuePop();///从就绪队列中选择优先级最高的进程运行}///endif}printf("\n模拟进程动态优先权调度算法结束.\n");return0;(2)动态优先权调度算法流程图

⑥第6个时间片后⑦第7个时间片后⑧第8个时间片后⑨第9个时间片后:⑩第10个时间片后:ID优先级到达时间已用时间还需时间阻塞时间0状态就费2954就绪队列中的进程信息:22ID优先级到达时间已用时间还需时间阻塞时间状态310160500960阻塞队列中的进程信息:213就绪ID优先级到达时间已用时间还需时间阻塞时间状态1952242阻塞需『正塔微醒程信息为第CPU正碧诺豚程信息为:ID优先级到达时间已用时间39861就绪队列中的进程信息：ID优先级到达时间已用时间1962209702阻塞队列中的进程信息：ID优先级到这时间2954已用时间2还需时间4还需时间41还需时间阻塞时间0阻塞时间33阻塞时间1ID优先级到达时间寿绪筏列中的%程信息:p用时间*需时间阻塞时间0ID优先级到达时间已用时间还需时间阻塞时间4101802019?22430980213阻塞队列中的进程信息:ID优先级到达时间已用时间还需时间阻塞时间思「正哮黑豚程信息为:2954222态绪状就态绪绪绪ID优先级到达时间已用时间还需时间阻塞时间4988就绪队列中的进程信息:110ID优先级到达时间已用时间还需时间阻塞时间296422319822430990阻塞队列中的进程信虱213ID••优先级到达时间已用时间还需时间阻塞时间需「正碧锅思程信息为:3956231态绪状就态绪绪绪ID优先级到达时间096Q就绪队列中的进程信息:已用时间还需时间阻塞时间330ID优先级到达时间已用时间还需时间阻塞时间396623329742231992阻塞队列中的进程信息:243ID优先级到达时间已用时间还需时间阻塞时间4988111状就态绪绪绪状阻状态就畚就绪状态

阻塞状阻态塞状阻态塞态绪态塞⑪第11个时间片后:还需时间阻塞时间状态33轨行ID优先级到达时间已用时间196还需时间阻塞时间状态33轨行ID优先级到达时间已用时间3976229842阻塞队列中的进程信息:还需时间32阻塞时间33状态11ID优先级到达时间4988已用时间1还需时间阻塞时间状态12阻塞⑫第12个时间片后：身£1■理畚矗信息为:还需时间1阻塞时间状态3就绪ID优先级到达时间已用时间295还需时间1阻塞时间状态3就绪ID优先级到诂时间49983ID优先级到诂时间49983986阻塞队列中的进程信息:已用时间1还需时间阻塞时间1333态绪绪ID优先级到达时间1962已用时间还需时间阻塞时间状态131阻塞⑬第13个时间片后:进程信息为:第13CPU正:IID优先级到达时间已用时间49682就绪队列中的进程信息：还需时间0阻塞时间状态3毓舞ID进程信息为:第13CPU正:IID优先级到达时间已用时间49682就绪队列中的进程信息：还需时间0阻塞时间状态3毓舞ID优先级到达时间已用时间39962阻塞队列中的进程信息：还需时间3阻塞时间状态3耕绪ID优先级到达时间已用时间2954319621⑭第14个时间片后：还需时间阻塞时间1132状阻阻态耋蔚篷髀畚羸信息为:ID优先级到达时间已用时间39661就绪队列中的进程信息：严寸间腾时间薛ID优先级到达时间已用时间19?21阻塞队列中的进程信息：还需时间3阻塞时间状态就蠲IB优先级到达时间已用时间还需时间阻塞时间状态2954312阻塞⑮第15个时间片后：厚「窝髀畚寐信息为：阻塞时间状态就房ID优先级到达时间已用时间还需时间194222阻塞时间状态就房ID优先级到达时间已用时间29643阻塞队列中的进程信息：还需时间1阻塞时间状态就房阻塞时间1状态

阻塞ID优先级到达时间已用时间还需时间39661阻塞时间1状态

阻塞⑯第16个时间片后:第MCPU正卷髀畚知信息丸ID优先级到达时间已用时间29344就绪队列中的进程信息:还需时间0阻塞时间3状态就绪〈无进程〉阻塞队列中的进程信息:ID优先级到达时间19423966已用时间还需时间阻塞时间221122状阻阻⑰第17个时间片后:ID优先级到达时间已用时间3936i就绪队列中的进程信息:还需时间阻塞时间状态12轨行〈无进程》阻塞队列中的进程信息:3优先级到达时间1942已用时间2还需时间阻塞时间状态22阻塞⑱第18个时间片后:IID优先级到达时间已用时间39062就绪队列中的进程信虱还需时间阻塞时间找态02执行ID优先级到达时间已用时间19522阻塞队列中的进程信息：还需时间2阻塞时间状态3就绪〈无进程〉⑲第19个时间片后:言息为:ID优先级到达时间已用时间19221就绪队列中的进程信息:〈无进程》阻塞队列中的进程信息:〈无进程》⑳第20个时间片后：快蕾脚程信息为:还需时间0阻塞时间3ID优先级到达时间已用时间18922就绪队列中的进程信息:《无进程》阻塞队列中的进程信息:喘房i、阻塞队列和cpu当前无进程运行，退出还需时间0阻塞时间3（3）实验结果分析①调度算法开始之前进程PCB信息为:进程PCB信,息为:ID优先级到达时间已用时间还需时间阻塞时间结束时间010000300110020600210040400310060500410080200②调度算法结束之后进程PCB信息为:迸程PCE信息为:ID优先级ID优先级到达时间已用时间还需时间阻塞时间结束时间096030310189260320293440316390650218496820313态止止止止止

芸终终终终③调度算法分析:进程ID到达时间服务时间结束时间周转时间带权周转时间00310103.312620183.024416123.036518122.44821352.5（4）实验心得通过进程动态优先权调度算法的模拟，对进程的运行状态，进程PCB数据结构，进程调度算法有了更深的理解。动态优先权调度算法为了防止高优先级进程无休止地运行下去，调度程序在每个时钟滴答（即每个时钟中断）降低当前进程的优先级。如果这个动作导致该进程的优先级低于次高优先级的进程，则进行进程切换，可以避免低优先级进程长时间的饥饿等待。此