操作系统综合实验

1、华北科技学院计算机学院综合性实验实 验 报 告 课程名称 计算机操作系统 实验学期 2015 至 2016 学年 第 一 学期学生所在系部 计算机系 年级 2013 专业班级 计科B133 学生姓名 谢培旗 学号 9 任课教师 王祥仲 实验成绩 计算机学院制 计算机操作系统 课程综合性实验报告开课实验室： 基础二 2015 年 12 月 4 日实验题目进程调度算法模拟程序设计一、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

2、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语言（或其它语言，如Java）编程实现对N个进程采用某种进程调度算法（如动态优先权调度算法、先来先服务算法、短进程优先算法、时间片轮转调度算法）调度执行的模拟。（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： 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CPUTIME。 进程还需占用的CPU时间ALLTIME。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

3、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STATE。 队列指针NEXT，用来将PCB排成队列。（3）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1。 进程每运行一个时间片，优先数减3。（4）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。（5）分析程序运行的结果，谈一下自己的认识。四、实验结果及分析本实验设计到三个进程调度，分别是：先来先服务调度算法，非抢占式短进程调度算法，最高响应比优

4、先调度算法。以下为本次实验结果截图及分析：程序运行界面截图：1. 先来先服务调度算法分析：当在进程调度中采用FCFS算法时，每次调度是从就绪的进程队列中选择一个最先进入该队列的进程，为之分配处理机，使之投入运行。该进程一直运行到完成或发生某事件而阻塞后，进程调度才将处理机分配给其它进程。程序计算结果如图，设有5个进程：a、b、c、d、e在不同时间到达，按其到达时间排序则为：a-b-c-d-e，即调用先来先服务算法以后进程运行的顺序是：a-b-c-d-e。2. 非抢占式短进程调度算法SJF算法是以作业的长短来计算优先级，作业越短，其优先级越高。作业的长短是以作业所要求的运行时间来衡量的。SJF算

5、法可以分别用于作业调度和进程调度。在把短作业优先调度算法用于作业调度时，它将从外存的作业后备队列中选择若干个估计运行时间最短的作业，优先将它们调入内存运行。程序计算结果如图，设有5个进程：a、b、c、d、e在不同时间到达，按其所需服务时间长短排序则为：a-b-e-c-d，即调用非抢占式短进程优先调度算法以后进程运行的顺序是：a-b-e-c-d。3. 最高响应比优先调度算法 （/注：该截图一小处地方是错的）如果我们能为每个作业引入一个动态优先级，即优先级是可以改变的，令它随等待时间延长而增加，这将使长作业的优先级在等待期间不断滴增加，等到足够的时间后，必然有机会获得处理机。该优先级的变化规律可描

6、述为：优先权=1+等待时间/要求服务时间 。由上式可以看出：1.如果作业的等待时间相同，则要求服务的时间越短，其优先权越高，因而类似于SJF算法，有利于短作业。2.当要求服务时间相同时，作业的优先权又决定于其等待时间，因而该算法又类似于FCFS算法。3.对于长作业的优先级，可以随着等待时间的增加而提高，当期等待时间足够长时，也可以过得处理机。因此该算法实现了较好的折中。当然，在利用该算法时，每次要进行调度之前，都需要先做响应比的计算，显然会增加系统开销。设有5个进程：a、b、c、d、e在不同时间到达，显然a、b按顺序执行，然后计算c、d、e的优先权，计算得出优先权：cde，于是c进入进程调度，

7、此时，d、e的等待时间延长，需重新计算d、e的优先权，计算得出优先权ed，于是e进入进程调度，最后执行d。 实验体会：进程调度算法的优劣对于系统运行至关重要，进程调度影响着系统运行的速度以及系统开销。在本次实验，本人早早地开始想如何根据书本进程调度的知识敲代码，但开始做还是最近两天，总的来说比较满意，不足的地方即是运行时界面排版由于精度的问题没有更好的解决。在实验过程中，本人重温了课本上的知识，又锻炼了实践能力。源代码： #include #include #include using namespace std;struct fcfs /先来先服务算法从这里开始 char name10; f

8、loat arrivetime; float servicetime; float starttime; float finishtime; float zztime; float dqzztime; ; /定义一个结构体，里面包含的有一个进程相关的信息 fcfs a100; void input(fcfs *p,int N) int i; coutendl; printf( 请您输入进程的 名字 到达时间 服务时间: (例如: a 0 100)nn); for(i=0;i=N-1;i+) printf( 请您输入进程%d的信息:t,i+1);scanf(ttt%s%f%f,&,

9、&pi.arrivetime,&pi.servicetime); void Print(fcfs *p,float arrivetime,float servicetime,float starttime,float finishtime,float zztime,float dqzztime,int N) int k; printf(nn调用先来先服务算法以后进程运行的顺序是: ); printf(%s,); for(k=1;k%s,); coutendl; printf(n 具体进程调度信息:n); printf(t进程名 到达时间 服务时间 开始时间 结束时间

10、 周转时间 带权周转时间n); for(k=0;k=N-1;k+) printf(t%st%-.2ft %-.2ft %-.2ft %-.2ft %-.2ft %-.2fn,,pk.arrivetime, pk.servicetime,pk.starttime,pk.finishtime,pk.zztime,pk.dqzztime); getchar(); /此处必须要有这个函数，否则就看不到显示器上面的输出，可以看到的结果只是一闪而过的一个框剪 void sort(fcfs *p,int N) /排序 for(int i=0;i=N-1;i+) for(int j=0;j=i;

11、j+) if(pi.arrivetimepj.arrivetime) fcfs temp; temp=pi; pi=pj; pj=temp; void deal(fcfs *p, float arrivetime,float servicetime,float starttime,float finishtime,float &zztime,float &dqzztime,int N) /运行阶段 int k; for(k=0;k=N-1;k+) if(k=0) pk.starttime=pk.arrivetime; pk.finishtime=pk.arrivetime+pk.service

12、time; else pk.starttime=pk-1.finishtime; pk.finishtime=pk-1.finishtime+pk.servicetime; for(k=0;k=N-1;k+) pk.zztime=pk.finishtime-pk.arrivetime; pk.dqzztime=pk.zztime/pk.servicetime; void FCFS(fcfs *p,int N) float arrivetime=0,servicetime=0,starttime=0,finishtime=0,zztime=0,dqzztime=0; sort(p,N); dea

13、l(p,arrivetime,servicetime,starttime,finishtime,zztime,dqzztime,N); Print(p,arrivetime,servicetime,starttime,finishtime,zztime,dqzztime,N); getchar(); /先来先服务算法到此结束 struct sjf/最短进程优先调度算法从这里开始 char name10;float arrivetime; /到达时间float servicetime; /运行时间float starttime; /开始时间float finishtime; /完成时间float

14、 zztime; float dqzztime; ;sjf a1100;void input(sjf *p,int N1)/进程信息输入 int i;coutendl; printf( 请您输入进程的 名字 到达时间 服务时间: (例如: a 0 100)n); for(i=0;i=N1-1;i+) printf( 请您输入进程%d的信息:t,i+1); scanf(ttt%s%f%f,&,&pi.arrivetime,&pi.servicetime);void Print(sjf *p,float arrivetime,float servicetime,float start

15、time,float finishtime,float zztime,float dqzztime,int N1)/最终结果输出 int k; printf(nt调用非抢占短作业优先调度算法以后进程的调度顺序为:); printf(%s,); for(k=1;k%s,); coutendl; printf(n 具体进程调度信息:n); printf(t进程名 到达时间 服务时间 开始时间 结束时间 周转时间 带权周转时间n); for(k=0;k=N1-1;k+) printf(t%st%-.2ft %-.2ft %-.2ft %-.2ft %-.2ft %-.2f

16、n,,pk.arrivetime, pk.servicetime,pk.starttime,pk.finishtime,pk.zztime,pk.dqzztime); getchar(); void sort(sjf *p,int N1)/排序 for(int i=0;i=N1-1;i+) for(int j=0;j=i;j+) if(pi.arrivetimepj.arrivetime) sjf temp; temp=pi; pi=pj; pj=temp; void deal(sjf *p, float arrivetime,float servicetime,float st

17、arttime,float finishtime,float &zztime,float &dqzztime,int N1)/运行阶段 int k; for(k=0;k=N1-1;k+) if(k=0) pk.starttime=pk.arrivetime; pk.finishtime=pk.arrivetime+pk.servicetime; else pk.starttime=pk-1.finishtime; pk.finishtime=pk-1.finishtime+pk.servicetime; for(k=0;k=N1-1;k+) pk.zztime=pk.finishtime-pk

18、.arrivetime; pk.dqzztime=pk.zztime/pk.servicetime; void sjff(sjf *p,int N1) float arrivetime=0,servicetime=0,starttime=0,finishtime=0,zztime=0,dqzztime=0; sort(p,N1); for(int m=0;mN1-1;m+) if(m=0) pm.finishtime=pm.arrivetime+pm.servicetime; else pm.finishtime=pm-1.finishtime+pm.servicetime; int i=0;

19、 for(int n=m+1;n=N1-1;n+) if(pn.arrivetime=pm.finishtime) i+; float min=pm+1.servicetime; int next=m+1; for(int k=m+1;km+i;k+) if(pk+1.servicetimemin) min=pk+1.servicetime; next=k+1; sjf temp; temp=pm+1; pm+1=pnext; pnext=temp; deal(p,arrivetime,servicetime,starttime,finishtime,zztime,dqzztime,N1);

20、Print(p,arrivetime,servicetime,starttime,finishtime,zztime,dqzztime,N1); getchar(); /最短进程优先调度算法到这里结束 struct jdsjp /最高响应比优先调度算法从这里开始 char name10; /作业号float arrivetime; /作业到达时间float servicetime; /作业要求服务时间float waitime; /等待时间float starttime; /开始运行时间float finishtime; /结束运行时间float zztime; /周转时间float dqzz

21、time; /带权周转时间; /定义一个结构体，里面包含的有一个进程相关的信息 jdsjp a3100; void input(jdsjp *p,int N3) int i; coutendl; printf( 请您输入进程的 名字 到达时间 服务时间: (例如: a 0 100)nn); for(i=0;i=N3-1;i+) printf( 请您输入进程%d的信息:t,i+1);scanf(ttt%s%f%f,&,&pi.arrivetime,&pi.servicetime); void Print(jdsjp *p,float arrivetime,float service

22、time,float starttime,float finishtime,float zztime,float dqzztime,int N3) int k; printf(nn最高响应比优先调度算法以后进程运行的顺序是: ); printf(%s,); for(k=1;k%s,); coutendl; printf(n 具体进程调度信息:n); printf(t进程名 到达时间 服务时间 开始时间 结束时间 周转时间 带权周转时间n); for(k=0;k=N3-1;k+) printf(t%st%-.2ft %-.2ft %-.2ft %-.2ft %-.2f

23、t %-.2fn,,pk.arrivetime, pk.servicetime,pk.starttime,pk.finishtime,pk.zztime,pk.dqzztime); getchar(); /此处必须要有这个函数，否则就看不到显示器上面的输出，可以看到的结果只是一闪而过的一个框剪 void sort(jdsjp *p,int N3) /排序 for(int i=0;i=N3-1;i+) for(int j=0;j=i;j+) if(pi.arrivetimepj.arrivetime) jdsjp temp; temp=pi; pi=pj; pj=temp; voi

24、d deal(jdsjp *p, float arrivetime,float servicetime,float starttime,float finishtime,float &zztime,float &dqzztime,int N3) /运行阶段 int k; for(k=0;k=N3-1;k+) if(k=0) pk.starttime=pk.arrivetime; pk.finishtime=pk.arrivetime+pk.servicetime; else pk.starttime=pk-1.finishtime; pk.finishtime=pk-1.finishtime+

25、pk.servicetime; for(k=0;k=N3-1;k+) pk.zztime=pk.finishtime-pk.arrivetime; pk.dqzztime=pk.zztime/pk.servicetime; void JDSJP(jdsjp *p,int N3) float arrivetime=0,servicetime=0,starttime=0,finishtime=0,zztime=0,dqzztime=0; sort(p,N3); for(int m=0;mN3-1;m+) / if(m=0)pm.finishtime = pm.arrivetime +pm.serv

26、icetime ; else pm.finishtime = pm-1.finishtime +pm.servicetime ; int i=0,n; for(n=m+1;n=N3-1;n+) if(pn.arrivetime=pm.finishtime ) i+; float max=(pm.finishtime -pm+1.arrivetime)/pm+1.arrivetime; /第m+1个的响应比 int follow=m+1; for(int k=m+1;km+i;k+) if(max=(pm.finishtime-pk+1.arrivetime)/pk+1.servicetime)

27、max=(pm.finishtime-pk+1.arrivetime)/pk+1.servicetime ;follow=k+1; jdsjp temp; temp=pm+1; pm+1=pfollow; pfollow=temp; / deal(p,arrivetime,servicetime,starttime,finishtime,zztime,dqzztime,N3); Print(p,arrivetime,servicetime,starttime,finishtime,zztime,dqzztime,N3); getchar(); /最高响应比优先调度算法到此结束 char menu()/用来输出相关信息的函数 char cse1; while(1) system(cls); fflush(stdin); coutendl; coutendl; coutendl; coutt| 欢您