先来先服务、高优先权、按时间片轮转调度算法（含清晰流程图）
操作系统实验三
实验报告
| 课程名称 |
计算机操作系统 |
实验名称 |
进程调度 |
实验类型 |
验证 设计 综合 创新 |
| 【实验目的】 实验目的： （1）通过编写程序实现进程或作业先来先服务、高优先权、按时间片轮转调度算法，使 学生进一步掌握进程调度的概念和算法，加深对处理机分配的理解。 （2）了解进程（线程）的调度机制。 （3）学习使用进程（线程）调度算法，掌握相应的与调度有关的API 函数。 实验要求： （1）经调试后程序能够正常运行。 （2）采用多进程或多线程方式运行，体现了进程或作业先来先服务、高优先权、按时 间片轮转调度的关系。 （3）程序界面美观。
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| 【实验内容】 进程调度的算法: 1)先来先服务算法：如果早就绪的进程排在就绪队列的前面，迟就绪的进程排在就绪队列的 后面，那么先来先服务（FCFS：first come first service）总是把当前处于就绪队列之 首的那个进程调度到运行状态。 2)轮转法就是按一定时间片(记为q)轮番运行各个进程。如果q 是一个定值，则轮转法是一 种对各进程机会均等的调度方法。 3)优先级调度的基本思想是，把当前处于就绪队列中优先级最高的进程投入运行，而不管各 进程的下一个CPU 周期的长短和其他因素。 实验步骤： （1）需求分析：了解基本原理，确定程序的基本功能，查找相关资料，画出基本的数据 流图； （2）概要设计：确定程序的总体结构、模块关系和总体流程； （3）详细设计：确定模块内部的流程和实现算法； （4）上机编码和调试； （5）运行测试； （6）编写实验报告。
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| 【实验环境】（含主要设计设备、器材、软件等） Pc电脑一台 ，实验环境在实验结果截图中表明 |
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| 【实验步骤、过程】（含原理图、流程图、关键代码，或实验过程中的记录、数据等）
（1）先来先服务 //FCFS #include #include
float t,d; /*定义两个全局变量*/
struct /*定义一个结构体数组，包括进程的信息*/ { int id; float ArriveTime; float RequestTime; float StartTime; float EndTime; float RunTime; float DQRunTime; int Status; }arrayTask[4]; /*定义初始化的结构体数组*/
GetTask()/*给结构体数组赋值，输入到达，服务时间*/ { int i; float a; for(i=0;i<4;i++) { arrayTask[i].id=i+1; printf("input the number"); printf("input the the ArriveTime of arrayTask[%d]:",i); /*用户输入进程的时间，初始为零 */ scanf("%f",&a); arrayTask[i].ArriveTime=a; printf("input the RequestTime of arrayTask[%d]:",i); scanf("%f",&a); arrayTask[i].RequestTime=a; arrayTask[i].StartTime=0; arrayTask[i].EndTime=0; arrayTask[i].RunTime=0; arrayTask[i].Status=0; /*开始默认的标志位零*/ } }
int fcfs() /*定义FCFS 中寻找未执行的进程的最先到达时间*/ { int i,j,w=0; /*在结构体数组中找到一个未执行的进程*/ for(i=0;i<4;i++) { if(arrayTask[i].Status==0) { t=arrayTask[i].ArriveTime; w=1; } if(w==1) break; } for(i=0;i<4;i++) /*查找数组中到达时间最小未执行的进程*/ { if(arrayTask[i].ArriveTime t=arrayTask[i].ArriveTime; } /*返回最小到达时间的数组的下标*/ for(i=0;i<4;i++) { if (arrayTask[i].ArriveTime==t) return i; } } int sjf() /*定义FCFS 中寻找未执行的进程的最先到达时间*/ { int i,x=0,a=0,b=0; /*判断是不是第一个执行的进程*/ float g; for(i=0;i<4;i++) { if(arrayTask[i].Status==1) { g=arrayTask[i].EndTime; x=1; } } if(x==0) /*第一个执行的进程按FCFS*/ { t=arrayTask[0].ArriveTime; for(i=0;i<4;i++) { if(arrayTask[i].ArriveTime { t=arrayTask[i].ArriveTime; a=i; } } return a; } else { for(i=0;i<4;i++) { if(arrayTask[i].EndTime>g) g=arrayTask[i].EndTime; } for(i=0;i<4;i++) { if(arrayTask[i].Status==0&& arrayTask[i].ArriveTime<=g) { t=arrayTask[i].RequestTime; a=i; b=1; } /*判断有没有进程在前个进程完成前到达*/ } if(b!=0) /*有进程到达则按SJF*/ { for(i=0;i<4;i++) { if(arrayTask[i].Status==0&&arrayTask[i].ArriveTime<=g&&arrayTask[i].RequestTime { t=arrayTask[i].RequestTime; a=i; } } return a; } else{ /*否则按FCFS*/ for(i=0;i<4;i++) { if(arrayTask[i].Status==0) t=arrayTask[i].ArriveTime; } for(i=0;i<4;i++) { if(arrayTask[i].Status==0&&arrayTask[i].ArriveTime { t=arrayTask[i].ArriveTime; a=i; } } return a; } } } new(int s) /*定义执行进程后相关数据的修改*/ { int i,g=0; for(i=0;i<4;i++) { if(arrayTask[i].Status==0) continue; else { g=1; break; } } if(g==0) /*当处理的是第一个未执行的进程时执行*/ { arrayTask[s].StartTime=arrayTask[s].ArriveTime; arrayTask[s].EndTime=arrayTask[s].RequestTime+arrayTask[s].ArriveTime; arrayTask[s].RunTime=arrayTask[s].RequestTime; arrayTask[s].Status=1; g=2; } if(g==1) /*当处理的不是第一个未执行的进程时执行*/ { arrayTask[s].Status=1; for(i=0;i<4;i++) { if(arrayTask[i].Status==1) d=arrayTask[i].EndTime; } for(i=0;i<4;i++) /*查找最后执行的进程的完成时间*/ { if(arrayTask[i].EndTime>d&&arrayTask[i].Status==1) d=arrayTask[i].EndTime; } if(arrayTask[s].ArriveTime arrayTask[s].StartTime=d; else arrayTask[s].StartTime=arrayTask[s].ArriveTime; arrayTask[s].EndTime=arrayTask[s].StartTime+arrayTask[s].RequestTime; arrayTask[s].RunTime=arrayTask[s].EndTime-arrayTask[s].ArriveTime; } arrayTask[s].DQRunTime=arrayTask[s].RunTime/arrayTask[s].RequestTime; } Printresult(int j) /*定义打印函数*/ { printf("%d\t",arrayTask[j].id); //%d printf("%5.2f\t",arrayTask[j].ArriveTime); printf("%5.2f\t",arrayTask[j].RequestTime); printf("%5.2f\t",arrayTask[j].StartTime); printf("%5.2f\t",arrayTask[j].EndTime); printf("%5.2f\t",arrayTask[j].RunTime); printf("%5.2f\n",arrayTask[j].DQRunTime); } main() { int i,b,k; char a; int d[4]; int c=0; system("clsr"); printf("\t F. FCFS \n"); printf("\t S. SFJ \n"); printf("\t Q. EXIT \n"); for(i=0;;i++) { if(c) break; printf("please input the number a:\n"); scanf("%s",&a); switch(a) { case 'Q': c=1; break; case 'F': printf("please input the different-ArriveTime of arrayTasks\n"); GetTask(); printf("*****************************the result of fcfs\n"); printf("Number\tArrive\tServer\tStart\tFinish\tTurnove\tTake power turnover time\n"); for(b=0;b<4;b++) /*调用两个函数改变结构体数的值*/ { k=fcfs(); d[b]=k; new(k); } for(b=0;b<4;b++) Printresult(d[b]);/*调用打印函数打出结果*/ continue; case 'S': printf("please input the different-RequestTime of arrayTasks\n"); GetTask(); printf("******************************the result of sjf\n"); printf("Number\tArrive\tRequest\tStart\tEnd\tRun\tDQRun time\n"); for(b=0;b<4;b++) { k=sjf(); d[b]=k; new(k); } for(b=0;b<4;b++) Printresult(d[b]); continue; default: printf("the number Error.please input another number!\n"); } } } //时间片轮转 #include"string.h" #include "stdio.h" //#include "conio.h" //#include "graphics.h" #include //#define NULL typedef struct quen /*定义结构*/ { char pname[8]; int time1; int time2; char state; struct quen *next; } QUEN; main()/*主程序*/ { QUEN *q,*p,*head,*m; char str[8],f; int t,d,n; //r(); /*textmode(C80); textbackground(0); textcolor(15);*/ printf("Enter the maxnumber of nodes(n):\n");/*输入进程数*/ scanf("%d",&n); d=n; if(d>0) { printf("enter thepname:"); scanf("%s",str); printf("enter the need time:"); scanf("%d",&t); head=p=(QUEN *)malloc(sizeof(QUEN)); strcpy(p->pname,str); p->time1=t; p->time2=0; p->state='R'; p->next=NULL; head=p; getchar(); --d; } while(d>0) {/*构建队列表*/ printf("enter the pname:"); scanf("%s",str); printf("enter need time:"); scanf("%d",&t); q=(QUEN *)malloc(sizeof(QUEN)); strcpy(q->pname,str); q->time1=t; q->time2=0; q->state='R'; q->next=NULL; p->next=q; p=q; --d; p->next=head; q=head; } printf("process name need time runned static\n"); do{ printf(" %s%d %d %c\n",q->pname,q->time1,q->time2,q->state); q=q->next; }while(q!=head); printf("\n"); do{ if(head->time2 { head->time2++; if(head->time2==head->time1) { head->state='E'; q=head; //textbackground(0); printf("The running process is %s\n",q->pname); printf("process name left time runned static\n"); do{ //textcolor(15); /*输入队列表*/ printf(" %s %d %d %c\n",q->pname,q->time1,q->time2,q->state); q=q->next; } while(q!=head); printf("\n"); head=head->next; q=head; p->next=head; } else{ printf("The running process is %s\n",q->pname); printf("process name left time runned static\n"); do { printf("%s%d%d %c\n",q->pname,q->time1,q->time2,q->state); q=q->next; }while(q!=head); printf("\n"); head=head->next; q=head; p=p->next; } printf("Is it needing new process?(y or n)\n");/*是否加入新的进程*/ getchar(); scanf("%c",&f); if(f=='Y'||f=='y'){ getchar(); printf("Enter the new pname:"); scanf("%s",str); printf("Enter the new neededtime:"); scanf("%d",&t); m=(QUEN *)malloc(sizeof(QUEN)); strcpy(m->pname,str); m->time1=t; m->time2=0; m->state='R'; m->next=NULL; if(q->next->state=='E') { p=m; head=m; p->next=head; q=head; } else{ p->next=m; m->next=head; p=m; } } } }while(q->next->state!='E'); printf("The processes are finished\n"); } //优先级调度 #include #include #include //#include "conio.h" typedef struct pcb/*定义结构*/ { char name[5]; struct pcb *next; int needtime; int priority; char state[5]; }NODE; NODE *create_process(int n)/*创建队列*/ { NODE *head,*s,*t; int time,i=0,j; char pname[5]; head=(NODE *)malloc(sizeof(NODE)); printf("please input process name:"); scanf("%s",pname); strcpy(head->name,pname); printf("please input need time:"); scanf("%d",&time); head->needtime=time; printf("please input priority:"); scanf("%d",&j); head->priority=j; strcpy(head->state,"ready"); head->next=NULL; t=head; for(i=1;i { s=(NODE *)malloc(sizeof(NODE)); printf("please input process name:"); getchar(); gets(pname); strcpy(s->name,pname); printf("please input need time:"); scanf("%d",&time); s->needtime=time; printf("please input priority:"); scanf("%d",&j); s->priority=j; strcpy(s->state,"ready"); s->next=NULL; t->next=s; t=s; } return head; } pri_process(NODE *p)/*输出进程队列*/ { int i; NODE *q; q=p->next; printf("\n name\tneedtime\tpriority \t state\n"); while(q!=NULL) { printf("%5s\t %2d \t %2d \t %5s \n",q->name,q->needtime,q->priority,q->state); q=q->next; } } NODE *order(NODE *head_sort)/*对进程的优先级进行排序*/ { NODE *p,*s,*q,*head,*r,*t; int m,pr; char name[5]; head=head_sort; p=head->next; r=p; t=p; q=p->next; while(r!=NULL) { while(q!=NULL) { if(p->priority { m=p->priority; p->priority=q->priority; q->priority=m; strcmp(name,p->name); strcmp(p->name,q->name); strcmp(q->name,name); pr=p->needtime; p->needtime=q->needtime; q->needtime=pr; } p=q; q=q->next; } r=r->next; p=t; q=p->next; } return(head_sort); } main()/*主程序*/ { NODE *p,*head,*m,*z,*n; p=(NODE *)malloc(sizeof(NODE)); head=(NODE *)malloc(sizeof(NODE)); m=(NODE *)malloc(sizeof(NODE)); z=(NODE *)malloc(sizeof(NODE)); n=(NODE *)malloc(sizeof(NODE)); int j,time,x=0; char c,pname[5]; //clrscr(); system("clear"); printf("please input process number!"); scanf("%d",&x); p=create_process(x); head->next=p; pri_process(head); getchar(); while(x>0) { order(head); m=head->next; strcpy(m->state,"run"); if(m->priority>=2) m->priority--; m->needtime--; if(head->next!=NULL) pri_process(head); if(m->needtime==0) { head->next=m->next; printf("%s has finished\n",m->name); free(m); x--; } getchar(); } //textmode(C80); //textbackground(0); //textcolor(4); printf("over!"); getchar(); } |
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| 【实验结果或总结】（对实验结果进行相应分析，或总结实验的心得体会，并提出实验的改进意见） |
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