操作系统-进程调度模拟算法(附源码)

进程调度模拟算法课程名称：计算机操作系统班级：信1501-2实验者姓名：李琛实验日期：2018年5月1日评分：教师签名：一、实验目的进程调度是处理机管理的核心内容。本实验要求用高级语言编写模拟进程调度程序，以便加深理解有关进程控制快、进程队列等概念，并体会和了解优先数算法和时间片轮转算法的具体实施办法。二、实验要求1.设计进程控制块PCB的结构，通常应包括如下信息：进程名、进程优先数（或轮转时间片数）、进程已占用的CPU时间、进程到完成还需要的时间、进程的状态、当前队列指针等。2.编写两种调度算法程序：优先数调度算法程序循环轮转调度算法程序3.按要求输出结果。三、实验过程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（RUN）、就绪状态（READY,包括等待状态）和完成状态（FINISH），并假定初始状态为就绪状态。（一）进程控制块结构如下：NAME——进程标示符PRIO/ROUND——进程优先数/进程每次轮转的时间片数（设为常数2）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——链指针注：1.为了便于处理，程序中进程的的运行时间以时间片为单位进行计算；2.各进程的优先数或轮转时间片数，以及进程运行时间片数的初值，均由用户在程序运行时给定。（二）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——就需队列头指针TAIL——就需队列尾指针FINISH——完成队列头指针（三）程序说明1.在优先数算法中，进程优先数的初值设为：50-NEEDTIME每执行一次，优先数减1，CPU时间片数加1，进程还需要的时间片数减1。在轮转法中，采用固定时间片单位（两个时间片为一个单位），进程每轮转一次，CPU时间片数加2，进程还需要的时间片数减2，并退出CPU，排到就绪队列尾，等待下一次调度。2.程序的模块结构如下：整个程序可由主程序和如下7个过程组成：2（1）INSERT1——在优先数算法中，将尚未完成的PCB按优先数顺序插入到就绪队列中；（2）INSERT2——在轮转法中，将执行了一个时间片单位（为2），但尚未完成的进程的PCB，插到就绪队列的队尾；（3）FIRSTIN——调度就绪队列的第一个进程投入运行；（4）PRINT——显示每执行一次后所有进程的状态及有关信息。（5）CREATE——创建新进程，并将它的PCB插入就绪队列；（6）PRISCH——按优先数算法调度进程；（7）ROUNDSCH——按时间片轮转法调度进程。主程序定义PCB结构和其他有关变量。实验代码：Main.cpp#includeiostream#includestringusingnamespacestd;typedefstructnode{charname[20];//进程名intprio;//进程优先级intround;//分配CPU的时间片intcputime;//CPU执行时间intneedtime;//进程执行所需时间charstate;//进程状态intcount;//记录执行次数structnode*next;//链表指针}PCB;intnum;//定义三个队列，就绪队列，执行队列，完成队列PCB*ready=NULL;//就绪队列PCB*run=NULL;//执行队列PCB*finish=NULL;//完成队列//取得第一个就绪节点voidGetFirst(){run=ready;if(ready!=NULL){run-state='R';ready=ready-next;run-next=NULL;}}//优先级输出队列voidOutput1(){PCB*p;p=ready;while(p!=NULL){coutp-name\tp-prio\tp-cputime\tp-needtime\tp-state\tp-countendl;p=p-next;}p=finish;while(p!=NULL){coutp-name\tp-prio\tp-cputime\tp-needtime\tp-state\tp-countendl;p=p-next;}p=run;while(p!=NULL){coutp-name\tp-prio\tp-cputime\tp-needtime\tp-state\tp-countendl;p=p-next;}}//轮转法输出队列voidOutput2(){PCB*p;p=ready;while(p!=NULL){coutp-name\tp-round\tp-cputime\tp-needtime\tp-state\tp-countendl;p=p-next;}p=finish;while(p!=NULL){coutp-name\tp-round\tp-cputime\tp-needtime\tp-state\tp-countendl;p=p-next;}p=run;while(p!=NULL){coutp-name\tp-round\tp-cputime\tp-needtime\tp-state\tp-countendl;p=p-next;}}//创建优先级队列//创建优先级队列，规定优先数越小，优先级越低voidInsertPrio(PCB*in){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比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;}}}}//将进程插入到就绪队列尾部voidInsertTime(PCB*in){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;}}//将进程插入到完成队列尾部voidInsertFinish(PCB*in){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;}}//优先级调度输入函数voidPrioCreate(){PCB*tmp;inti;coutEnterthenameandneedtime：endl;for(i=0;inum;i++){if((tmp=(PCB*)malloc(sizeof(PCB)))==NULL){cerrmallocendl;exit(1);}cintmp-name;getchar();cintmp-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-round=0;tmp-count=0;InsertPrio(tmp);//按照优先级从高到低，插入到就绪队列}cout进程名\t优先级\tcpu时间\t需要时间进程状态计数器endl;}//时间片输入函数voidTimeCreate(){PCB*tmp;inti;cout输入进程名字和进程时间片所需时间：endl;for(i=0;inum;i++){if((tmp=(PCB*)malloc(sizeof(PCB)))==NULL){cerrmallocendl;exit(1);}cintmp-name;getchar();cintmp-needtime;tmp-cputime=0;tmp-state='W';tmp-prio=0;tmp-round=2;tmp-count=0;InsertTime(tmp);}cout进程名\t轮数\tCPU时间\t需要时间进程状态计数器endl;}//按照优先级调度，每次执行一个时间片voidPriority(){intflag=1;GetFirst();while(run!=NULL){Output1();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++;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}}voidRoundRun()//时间片轮转调度算法{intflag=1;GetFirst();while(run!=NULL){Output2();while(flag){run-count++;run-cputime++;run-needtime--;if(run-needtime==0)//进程执行完毕{run-state='F';InsertFinish(run);flag=0;}elseif(run-count==run-round)//时间片用完{run-state='W';run-count=0;//计数器清零，为下次做准备InsertTime(run);flag=0;}}flag=1;GetFirst();}}intmain(void){intn;cout输入进程个数：endl;cinnum;getchar();cout-----------------进程调度算法模拟----------------------endl;cout1、优先级调度算法endl;cout2、循环轮转调度算法endl;cout-------------------------------------------------------endl;cout输入选择序号：endl;cinn;switch(n){case1:cout优先级调度:endl;PrioCreate();Priority();Output1();break;case2:cout循环轮转算法:endl;TimeCreate();RoundRun();Output2();break;case0:exit(1);break;