操作系统算法模拟实例之单处理机系统进程调度

操作系统算法模拟实例之单处理机系统进程调度

1.实验目的

在多道程序或多任务系统中，系统回时处于就绪态的进程有若干个，为使系统中
的各进程能有条不素地运行，必须选择某种调度策略，以选择一进程占用处理机。
要求学生设计一个模拟单处理机调度算法，以巩固和加探对进念和进程调度算法的理解。

2.实验内容

编写程序完成单处理机系统中的进程调度，要求采用最高优先级优先调度算法。具体内容包括

• 确定进程控制块的内容和组织方式；
• 完成进程创建原语和进调度原语：
• 编写主函数井对所做的工作进行测试

3.实验指导

进程调度算法：

采用最高优先级优先调度算法(即把处理机分配给优先级最高的进程)和先来先服务调度算法，每个进程用一个进程控制块(PCB)表示，进程控制块可以包含以下信息：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。进程的优先数(表示优先级别)及需要的运行时间可以事先人为描定(也可以随机数产生)，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。

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，则激销该进程，如果运行一个时间片后进程的已占用CPU时间还未达到所需要的运行时间，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，以假进
行检查。重复以上过程，直到所有进程都完成为止。

4.程序实例

#include"stdio.h"
#include 
#include 
#define getpch(type)(type *)malloc(sizeof(type))

struct pcb               //定义进程控制块
{
    char name[10];
    char state;
    int super;
    int ntime;
    int rtime;
    struct pcb* link;
}*ready=NULL,*p;
typedef struct pcb PCB;
int sort()                  //建立对进程进行优先级排列的函数
{
    PCB *first,*second;
    int insert = 0;
    //优先级最大者，插入队首
    if((ready==NULL)||((p->super )>(ready->super )))
    {
        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)
        { //插入进程比当前进程优先数大、插到当前进程前面
            if((p->super )>(second->super ))
            {
                p->link =second;
                first->link = p ;
                second = NULL;
                insert = 1;
            }
            else    //插入进程优先级数最低，则插入到队尾
            {
                first=first->link ;
                second=second->link ;
            }
        }
        if(insert==0)   first->link=p;
    }
}
/*
    说明：上述程序首先定义进程控制块结构，然后对每个进程的优先级赋初值，完成
    优先级的排序过程，把优先级大的进程插入就绪队首，等待cup调度，该实验完成了
    优先级大者优先调度的原则，从而对进程调度过程加深理解和掌握
*/
int input() //建立进程控制块函数
{
    int i,num;

    system("cls");       //清屏
    printf("\n请输入进程个数？");
    scanf("%d",&num);
    for(i = 0; i < num; i++)
    {
        printf("\n进程号 No.%d:\n",i);
        p = 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();
    }
}
int space()
{
    int l = 0;
    PCB *pr = ready;
    while(pr!=NULL)
    {
        l++;
        pr = pr->link;

    }
    return(l);
}
int disp(PCB *pr)
{
    printf("\n qname\t state\t super \t ndtime \t runtime \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");

}
int check()         //进程查看函数
{
    PCB *pr;
    printf("\n****当前正在运行的程序是：%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;
    }
}
int destroy()                      //建立进程撤销函数（进程运行结束，撤销进程）
{
    printf("\n进程{%s}已完成.\n",p->name );
    free(p);

}
int running()                  //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();
    else
    {
        (p->super )--;
        p->state ='w';
        sort();
    }
}
int main()
{
    int len,h = 0;
    char ch;
    input();
    len = space();
    while((len!=0)&&(ready != NULL))
    {
        ch=getchar();
        h++;
        printf("\n The execute number:%d\n",h);
        p=ready;
        ready=p->link ;
        p->link =NULL;
        p->state ='R';
        check();
        running();
        printf("\n 按任意键继续....");
        ch=getchar();

    }
    printf("\n\n进程已经完成.\n");
    ch=getchar();
}