实验四-优先级调度

操作系统实验题：设计一若干并发进程的进程调度程序一、实验目的无论是批处理系统、分时系统还是实时系统，用户进程数一般都大于处理机数，这将导致用户进程互相争夺处理机。这就要求进程调度程序按一定的策略，动态地把处理及分配给处于就绪队列中的某一进程，以使之执行。进程调度是处理机管理的核心内容。本实验要求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）和先来先服务算法编写和调试一个简单的进程调度程序。通过本实验可以加深理解有关进程控制块、进程队列的概念。并体会了优先数和先来先服务调度算法的具体实施办法。二、实验要求用高级语言编写和调试一个进程调度程序，以加深对进程的概念及进程调度算法的理解．三、实验内容进程调度算法：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。四、实验算法流程调度算法的流程图如下:第2页共10页2五、实验程序清单#includestdio.h#includestdlib.h#includeconio.h#definegetpch(type)(type*)malloc(sizeof(type))#defineNULL0structpcb{/*定义进程控制块PCB*/charname[10];charstate;第3页共10页3intsuper;intntime;intrtime;structpcb*link;}*ready=NULL,*p;typedefstructpcbPCB;voidsort()/*建立对进程进行优先级排列函数*/{PCB*first,*second;intinsert=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-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;}}voidinput()/*建立进程控制块函数*/{inti,num;//clrscr();/*清屏*/printf(\n请输入被调度的进程数目：);scanf(%d,&num);for(i=0;inum;i++){printf(\n进程号No.%d:\n,i);第4页共10页4p=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';p-link=NULL;sort();/*调用sort函数*/}}intspace(){intl=0;PCB*pr=ready;while(pr!=NULL){l++;pr=pr-link;}return(l);}chardisp(PCB*pr)/*建立进程显示函数,用于显示当前进程*/{printf(\nqname\tstate\tsuper\tndtime\truntime\n);printf(|%s\t,pr-name);printf(|%c\t,pr-state);printf(|%d\t,pr-super);printf(|%d\t,pr-ntime);printf(|%d\t,pr-rtime);printf(\n);}charcheck()/*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);/*显示就绪队列状态*/while(pr!=NULL){disp(pr);pr=pr-link;}}第5页共10页5chardestroy()/*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);}voidrunning()/*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-state='w';sort();/*调用sort函数*/}}voidmain()/*主函数*/{intlen,h=0;charch;input();len=space();while((len!=0)&&(ready!=NULL)){ch=getchar();h++;printf(\nTheexecutenumber:%d\n,h);p=ready;ready=p-link;p-link=NULL;p-state='R';check();running();printf(\n按任一键继续......);ch=getchar();}printf(\n\n进程已经完成.\n);ch=getchar();}第6页共10页6六、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。第7页共10页7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。第8页共10页8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。第9页共10页9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。七、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级数，对于优先级高的进程先调度，优先级低的进程后调度，在调度一个进程时，其他进程将处于就绪态，而正在被调度的进程应处于运行态。一开始在做这个实验的时候，我感觉大脑一片空白，不知道该从哪里动笔。后来根据书上的内容和从网上下载的资料，我慢慢地了解了大致的流程。通过这次实验，首先加深了我对进程调度方法和功能的认识，其次让我更加深刻地理解了操作系统中进程调度中优先级调度的基本原理。优先级调度算法只是进程调度算法的一种，我们还应依照书本去学习进程调度的其它算法，以便更好地了解进程调度。第10页共10页10