操作系统原理实验2：进程调度（在Ubuntu虚拟机gcc编译环境下

实验目的与要求 通过一个简单的进程调度模拟程序的实现，加深对各种进程调度算法，进程切换的理解。

实验原理与内容 1、进程调度算法：采用动态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）。 2、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----进程标示数ID； 优先数----Priority，优先数越大优先权越高； 到达时间----进程的到达时间为进程输入的时间； 进程还需要运行时间----AllTime，进程运行完毕AllTime =0； 已用CPU时间----CPUTime； 进程的阻塞时间StartBlock----表示当进程在运行StartBlock个时间片后，进程将进入阻塞状态； 进程的阻塞时间StartTime----表示当进程阻塞StartTime个时间片后，进程将进入就绪状态； 进程状态----State； 队列指针----Next，用来将PCB排成队列。 3、调度原则 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； 进程在就绪队列中带一个时间片，优先数加1； 每个进程的状态可以是就绪R（Ready）、运行R（Run）、阻塞B(Block)、或完成F（Finish）四种状态之一； 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3，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。 老师给的代码（具有不少错误的）： #include #include enum STATE{ Ready=1,Run,Block,Finish }; struct PCB{ int ID; //进程名 int Priority; //优先数 int Time; //到达时间 int AllTime; //进程还需要运行时间 int CPUTime; //已用CPU时间 int StartBlock; //进程的进入阻塞时间 int StartTime; //进程的等待阻塞时间 STATE State; //进程状态 PCB* Next; //队列指针 }*ready=NULL,*p; void Sort(){ // 建立对进程进行优先级排列函数 PCB *first, *second; int insert=0; if(ready==NULL||(p->Priority>ready->Priority)) //优先级最大者,插入队首 { p->Next=ready; ready=p; } else // 进程比较优先级,插入适当的位置中 { first=ready; second=first->Next; while(second!=NULL) { if(p->Priority>second->Priority) //若插入进程比当前进程优先数大 { //插入到当前进程前面 p->Next=second; first->Next=p; second=NULL; insert=1; } else // 插入进程优先数最低,则插入到队尾 { first=first->Next; second=second->Next; } } if(insert==0) first->Next=p; } } void Input() { // 输入进程控制块信息 int i,num; //clrscr(); /*清屏*/ printf("\n 请输入进程数量:"); scanf("%d",&num); for(i=0;i { p=(PCB*)malloc(sizeof(PCB)); //动态生成 p->ID=i+1; printf("\n 输入进程%d的信息:\n",p->ID); printf("\n 程优先数:"); scanf("%d",&p->Priority); printf("\n 进程需要运行时间:"); scanf("%d",&p->AllTime);   p->Time=3*i; p->CPUTime=0; p->StartBlock=0; p->StartTime=0; p->State=Ready; p->Next=NULL; printf("\n"); Sort(); /* 调用sort函数*/ } } int Length() { int l=0; PCB* pr=ready; while(pr!=NULL) { l++; pr=pr->Next; } return(l); } void OutPut(PCB * pr) //显示当前进程 { printf("\n ID \t state \t Priority \t ALLTime \t CPUTime \n"); printf("%d\t",pr->ID); printf("%d\t",pr->State); printf("%d\t",pr->Priority); printf("%d\t",pr->AllTime); printf("%d\t",pr->CPUTime); printf("\n"); } void Check() // 建立进程查看函数 { PCB* pr; printf("\n **** 当前正在运行的进程是:\n"); //显示当前运行进程  OutPut(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) { OutPut(pr); pr=pr->Next; } } void Destroy() //建立进程撤消函数(进程运行结束,撤消进程) { printf("\n 进程 [%d] 已完成.\n",p->ID); free(p); } void Running() // 建立进程就绪函数(进程运行时间到,置就绪状态 { p->CPUTime++; p->State=Run; if(p->CPUTime==p->AllTime) Destroy(); //调用Destroy函数 else { (p->Priority)--; p->State=Ready; Sort(); //调用sort函数 } } void main() //主函数 { int len,h=0; char ch; Input(); len=Length(); while((len!=0)&&(ready!=NULL)) { ch=getchar(); h++; printf("\n 执行进程号:%d \n",h); p=ready; ready=p->Next; p->Next=NULL; p->State=Ready; Check(); Running(); printf("\n 按任一键继续......"); ch=getchar(); } printf("\n\n 进程已经完成.\n"); ch=getchar(); } 在老师代码中遇到的问题： 问题1：类型错误，定义进程状态的类型错误   解决：所以将STATE State;改为char state 问题2：队列指针错误类错误   解决方案：因为直接用gcc编译的代码，无法直接将pcb认为成一个类，所以将pcb* Next改为struct pcb* Next 问题3:因为直接用gcc编译的代码，无法直接将pcb认为成一个类,所以后面输入input函数的动态生成内存空间（p=(struct PCB *)malloc(sizeof(PCB));）会发生错误   解决方案：查阅很多资料后，发现只需要定义一下标识符的别名，然后进行使用就好，typedef struct是定义一个标识符及关键字的别名 所以将 struct PCB{ int ID; //进程名 int Priority; //优先数 int Time; //到达时间 int AllTime; //进程还需要运行时间 int CPUTime; //已用CPU时间 int StartBlock; //进程的进入阻塞时间 int StartTime; //进程的等待阻塞时间 STATE State; //进程状态 PCB* Next; //队列指针 }*ready=NULL,*p; 改为： struct pcb{ int ID; //进程名 int Priority; //优先数 int Time; //到达时间 int AllTime; //进程还需要运行时间 int CPUTime; //已用CPU时间 int StartBlock; //进程的进入阻塞时间 int StartTime; //进程的等待阻塞时间 char State; //进程状态 struct pcb* Next; //队列指针 }*ready=NULL,*p; typedef struct pcb PCB; 完善可用成功运行的代码： #include #include enum STATE{Ready=1,Run,Block,Finish }; struct pcb{ int ID; //进程名 int Priority; //优先数 int Time; //到达时间 int AllTime; //进程还需要运行时间 int CPUTime; //已用CPU时间 int StartBlock; //进程的进入阻塞时间 int StartTime; //进程的等待阻塞时间 char State; //进程状态 struct pcb* Next; //队列指针 }*ready=NULL,*p; typedef struct pcb PCB; void Sort(){ // 建立对进程进行优先级排列函数 PCB* first , * second; int insert=0; if(ready==NULL||(p->Priority>ready->Priority)) //优先级最大者,插入队首 { p->Next=ready; ready=p; } else // 进程比较优先级,插入适当的位置中 { first=ready; second=first->Next; while(second!=NULL) { if(p->Priority>second->Priority) //若插入进程比当前进程优先数大 { //插入到当前进程前面 p->Next=second; first->Next=p; second=NULL; insert=1; } else // 插入进程优先数最低,则插入到队尾 { first=first->Next; second=second->Next; } } if(insert==0) first->Next=p; } } void Input() { // 输入进程控制块信息 int i,num; //clrscr(); /*清屏*/ printf("\n 请输入进程数量:"); scanf("%d",&num); for(i=0;i { p=(struct PCB *)malloc(sizeof(PCB)); //动态生成 p->ID=i+1; printf("\n 输入进程%d的信息:\n",p->ID); printf("\n 进程优先数:"); scanf("%d",&p->Priority); printf("\n 进程需要运行时间:"); scanf("%d",&p->AllTime);   p->Time=3*i; p->CPUTime=0; p->StartBlock=0; p->StartTime=0; p->State=Ready; p->Next=NULL; printf("\n"); Sort(); /* 调用sort函数*/ } } int Length() { int l=0;      PCB* pr=ready; while(pr!=NULL) { l++; pr=pr->Next; } return(l); } void OutPut(PCB * pr) //显示当前进程 { printf("\n ID \t state \t Priority \t ALLTime \t CPUTime \n"); printf("%d\t",pr->ID); printf("%d\t",pr->State); printf("%d\t",pr->Priority); printf("%d\t",pr->AllTime); printf("%d\t",pr->CPUTime); printf("\n"); } void Check() // 建立进程查看函数 { PCB* pr; printf("\n **** 当前正在运行的进程是:\n"); //显示当前运行进程 OutPut(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) { OutPut(pr); pr=pr->Next; } } void Destroy() //建立进程撤消函数(进程运行结束,撤消进程) { printf("\n 进程 [%d] 已完成.\n",p->ID); free(p); } void Running() // 建立进程就绪函数(进程运行时间到,置就绪状态 { p->CPUTime++; p->State=Run; if(p->CPUTime==p->AllTime) Destroy(); //调用Destroy函数 else { (p->Priority)--; p->State=Ready; Sort(); //调用sort函数 } } void main() //主函数 { int len,h=0; char ch; Input(); len=Length(); while((len!=0)&&(ready!=NULL)) { ch=getchar(); h++; printf("\n 执行进程号:%d \n",h); p=ready; ready=p->Next; p->Next=NULL; p->State=Ready; Check(); Running(); printf("\n 按任一键继续......"); ch=getchar(); } printf("\n\n 进程已经完成.\n"); ch=getchar(); }