操作系统基于优先级的进程调度实验报告

河南师范大学计算机与信息技术学院计算机与信息技术学院综合性实验报告专业：计算机科学与技术年级/班级：2009级2011—2012学年第一学期课程名称计算机操作系统指导教师齐娜学号姓名0908114006司景霞实验地点过街楼D区实验时间2011.12项目名称基于优先级的进程调度实验类型综合型实验目的：通过优先级调度算法的模拟，加深进程概念和进程调度过程的理解。实验仪器或设备：微型计算机、Linux操作系统、devC++总体设计：设计原理及方案：1)在Linux下用C语言编程模拟优先级程调度算法。为了清楚地观察每个进程的调度过程，程序将每个时间片内的进程情况显示出来。2)进程控制块是进程存在的唯一标志，因此，在模拟算法中每一个进程用一个进程控制块PCB来代表，PCB用一结构体表示。3)进程在运行过程中其状态将在就绪、执行、完成几种状态之间转换，同时进程可能处于不同的队列中，如就绪队列。在优先级调度算法中，选择单向队列，入队既是将进程控制块插入队尾，出队既是按优先级重新排列的队，删除队头元素。4）为了便于处理，程序中的某进程运行时间以时间片为单位计算。各进程的优先级认为输入，运行所需时间随机产生。5）优先权调度算法采用动态优先权，进程每运行一个时间片，优先数减1；进程在就绪队列等待一个时间单位，优先数加1。6）对于遇到优先权一致的情况，采用FCFS策略解决。7）由于是模拟进程调度，所以，对被选中的进程并不实际启动运行，而是修改进程控制块的相关信息来模拟进程的一次运行。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（R）、就绪状态（W,包括等待状态）和完成状态（F，并假定初始状态为就绪状态。（1）进程控制块结构如下：

name——进程标示符

prio——进程优先数

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

（2）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——就绪队列头指针

tall——就绪队列尾指针

finish——完成队列头指针2、程序流程图：按照流程图编写代码viewplaincopytoclipboardprint?/*

优先级调度算法

#include

<stdio.h>

#include

<stdlib.h>

#include

<string.h>

typedef

struct

node

{

char

name[20];

/*进程的名字*/

int

prio;

/*进程的优先级*/

int

cputime;

/*CPU执行时间*/

int

needtime;

/*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*/

int

count;

/*记录执行的次数*/

struct

node

*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*/

int

num;

void

GetFirst();

/*从就绪队列取得第一个节点*/

void

Output();

/*输出队列信息*/

void

InsertPrio(PCB

*in);//创建优先级队列规定优先数越小优先级越高void

PrioCreate();

/*优先级输入函数*/

void

Priority();

/*按照优先级调度*/

int

main(void)

{

printf("请输入要创建的进程数目:\n");

scanf("%d",&num);

getchar();

printf("优先级调度算法：\n");

PrioCreate();

Priority();

Output();

return

0;

}

void

GetFirst()

/*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;

}

}

void

Output()

/*输出队列信息*/

{

PCB

*p;

p

=

ready;

printf("进程名\t优先级\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\t%c\t\t%d\n",p->name,p->prio,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\t%c\t\t%d\n",p->name,p->prio,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\t%c\t\t%d\n",p->name,p->prio,p->cputime,p->needtime,p->state,p->count);

p

=

p->next;

}

}

void

InsertPrio(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;

}

}

}

}

void

InsertTime(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;

}

}

void

InsertFinish(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;

}

}

void

PrioCreate()

/*优先级调度输入函数*/

{PCB

*tmp;

int

i;

printf("输入进程名字和进程所需时间：\n");

for(i

=

0;i

<

num;

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

->count

=

0;

InsertPrio(tmp);

/*按照优先级从高到低，插入到就绪队列*/

}

}

void

Priority()

/*按照优先级调度，每次执行一个时间片*/

{

int

flag

=

1;

GetFirst();

while(run

!=

NULL)//当就绪队列不为空时，则调度进程如执行队列

{

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*/

}

}

显示结果：请输入进程个数：3优先级调度算法：输入进程名字和进程所需时间：a2b1c5进程名优先级cpu时间 需要时间 进程状态计数器a4802W0c4505W0b4901R0进程名优先级cpu时间 需要时间 进程状态计数器c4505W0b461