操作系统 实验五 进程调度算法模拟

实验内容：
设计一个按优先数调度算法实现处理器调度的程序。
(1) 假定系统有五个进程，每一个进程用一个进程控制块PCB来代表，进程控制块的格式为：

进程名
指针
要求运行时间
优先数
状态

其中，进程名——作为进程的标识，假设五个进程的进程名分别为P1，P2，P3，P4，P5。
指针——按优先数的大小把五个进程连成队列，用指针指出下一个进程的进程控制块的首地址，最后一个进程中的指针为“0”。
要求运行时间——假设进程需要运行的单位时间数。
优先数——赋予进程的优先数，调度时总是选取优先数大的进程先执行。
状态——可假设有两种状态，“就绪8080”状态和“结束”状态。五个进程的初始状态都为“就绪”，用“R”表示，当一个进程运行结束后，它的状态为“结束”，用“E”表示。
(2) 在每次运行你所设计的处理器调度程序之前，为每个进程任意确定它的“优先数”和“要求运行时间”。本实验由于为了检查的方便，优先数和运行时间采用下表中的数值。
(3) 为了调度方便，把五个进程按给定的优先数从大到小连成队列。用一单元指出队首进程，用指针指出队列的连接情况。
(4) 处理器调度总是选队首进程运行。采用动态改变优先数的办法，进程每运行一次优先数就减“1”。由于本实验是模拟处理器调度，所以，对被选中的进程并不实际的启动运行，而是执行：

优先数-1
要求运行时间-1
来模拟进程的一次运行。
提醒注意的是：在实际的系统中，当一个进程被选中运行时，必须恢复进程的现场，让它占有处理器运行，直到出现等待事件或运行结束。在这里省去了这些工作。
(5) 进程运行一次后，若要求运行时间!=0，则再将它加入队列（按优先数大小插入，且置队首标志）；若要求运行时间=0，则把它的状态修改成“结束”（E），且退出队列。
(6) 若“就绪”状态的进程队列不为空，则重复上面（4）和（5）的步骤，直到所有进程都成为“结束”状态。
(7) 在所设计的程序中应有显示或打印语句，能显示或打印每次被选中进程的进程名以及运行一次后进程队列的变化。
思路：

1. 写一个单链表当作就绪队列
2. 向单链表插入进程，每次插入时要保持链表中进程优先级从大到小的顺序
3. 从单链表中取出头结点，模拟进程执行(优先级减一、要求运行时间减一)
4. 若执行后要求运行时间!=0，则将该进程再次插入单链表中，否则将其运行状态置为E(结束)
5. 打印进程执行后就绪队列状态
6. 重复步骤(3)(4)(5)，直至就绪队列为空

代码：

#include 
#include 

using namespace std;
typedef struct PCB
{
	string pname; // 进程名
	struct PCB* next; // 指针
	int time; // 要求运行时间
	int priority; // 优先数
	char status; // 运行状态
}*my_queue, PCB;

// 建立队列
void init_queue(my_queue& h)
{
	h = new PCB;
	h->next = NULL;
}
// 插入
void insert(my_queue& h, PCB* element)
{
	PCB* tmp = h;
	while (tmp->next && tmp->next->priority > element->priority)
	{// tmp所指的下一个进程优先级大于当前要插入的
		tmp = tmp->next;
	}
	element->next = tmp->next;
	tmp->next = element;
}
// 打印就绪队列
void print_queue(my_queue& h)
{
	PCB* tmp = h;
	cout << "进程名" << "\t下一个进程名" << "\t" << "要求运行时间\t" << "优先数\t" << "状态" << endl;
	while (tmp->next)
	{
		tmp = tmp->next;
		cout << tmp->pname << "\t";
		if (tmp->next) cout << tmp->next->pname << "\t\t";
		else cout << "无" << "\t\t";
		cout << tmp->time << "\t\t" << tmp->priority << "\t" << tmp->status << endl;
	}
}
PCB* get_queue(my_queue& h)
{// 从就绪队列中取优先级最高的进程
	PCB* res = h->next;
	h->next = h->next->next;
	return res;
}
int main(void)
{
	my_queue L = NULL;
	init_queue(L); // 初始化就绪队列
	int num; // 进程数量
	cout << "请输入进程数:";
	cin >> num; // 输出进程数量
	while (num--)
	{
		string pname; int time, priority; char status;
		cout << "请输入进程名，要求运行时间，优先数，状态：(使用空格隔开)";
		cin >> pname >> time >> priority >> status;
		PCB* element = new PCB;
		element->pname = pname;
		element->time = time;
		element->priority = priority;
		element->status = status;
		insert(L, element);
	}
	// print_queue(L); // 打印就绪队列
	while (L->next)
	{// 就绪队列不空
		PCB* h = get_queue(L); // 取进程
		// 运行进程
		cout << "当前运行的进程名为：" << h->pname << endl;
		h->priority -= 1;
		h->time -= 1;
		if (h->time <= 0) h->status = 'E';
		else insert(L, h);
		// 打印当前进程执行完后就绪队列情况
		cout << "当前进程运行结束后就绪队列情况：" << endl;
		print_queue(L);
		cout << endl;
		cout << endl;
	}
	return 0;
}