1.实验目的和要求
1.1. 实验目的
用高级语言完成一个进程调度程序，以加深对进程的概念及进程调度算法的理解。
1.2.实验要求
1.2.1例题：设计一个有 N个进程并发执行的进程调度模拟程序。
进程调度算法：采用最高优先级优先的调度算法（即把处理机分配给优先级最高的进程）和先来先服务（若优先级相同）算法。
(1). 每个进程有一个进程控制块（PCB）表示。进程控制块包含如下信息：进程名、优先级、到达时间、需要运行时间、已用CPU时间、进程状态等等。
(2). 进程的优先级及需要的运行时间可以事先人为地指定，进程的运行时间以时间片为单位进行计算。
(3). 每个进程的状态可以是就绪 r（ready）、运行R（Running）、或完成F（Finished）三种状态之一。
(4). 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。
(5). 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1（即降低一级），然后把它插入就绪队列等待调度。
(6). 每进行一次调度程序都打印一次运行进程、就绪队列中各个进程的 PCB，以便进行检查。
(7). 重复以上过程，直到所要进程都完成为止。
思考：作业调度与进程调度的不同？
1.2.2实验题A：编写并调试一个模拟的进程调度程序，采用“最高优先数优先”调度算法对N（N不小于5）个进程进行调度。
“最高优先级优先”调度算法的基本思想是把CPU分配给就绪队列中优先数最高的进程。
(1). 静态优先数是在创建进程时确定的，并在整个进程运行期间不再改变。
(2). 动态优先数是指进程的优先数在创建进程时可以给定一个初始值，并且可以按一定规则修改优先数。例如：在进程获得一次CPU后就将其优先数减少1，并且进程等待的时间超过某一时限（2个时间片时间）时增加其优先数等。
(3). （**） 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）。
(4). （**）在进行模拟调度过程可以创建（增加）进程，其到达时间为进程输入的时间。
1.2.3实验题B：编写并调试一个模拟的进程调度程序，采用“基于时间片轮转法”调度算法对N（N不小于5）个进程进行调度。 “轮转法”有简单轮转法、多级反馈队列调度算法。
(1). 简单轮转法的基本思想是：所有就绪进程按 FCFS排成一个队列，总是把处理机分配给队首的进程，各进程占用CPU的时间片长度相同。如果运行进程用完它的时间片后还未完成，就把它送回到就绪队列的末尾，把处理机重新分配给队首的进程。直至所有的进程运行完毕。（此调度算法是否有优先级？）
(2). 多级反馈队列调度算法的基本思想是：
将就绪队列分为N级（N＝3～5），每个就绪队列优先数不同并且分配给不同的时间片：队列级别越高，优先数越低，时间片越长；级别越小，优先数越高，时间片越短。
系统从第一级调度，当第一级为空时，系统转向第二级队列，.....当处于运行态的进程用完一个时间片，若未完成则放弃CPU，进入下一级队列。
当进程第一次就绪时，进入第一级队列。
(3). （**）考虑进程的阻塞状态B（Blocked）增加阻塞队列。进程的是否阻塞和阻塞的时间由产生的“随机数”确定（阻塞的频率和时间长度要较为合理）。注意进程只有处于运行状态才可能转换成阻塞状态，进程只有处于就绪状态才可以转换成运行状态。
2.实验内容
根据指定的实验课题：A（1），A（2），B（1）和B（2）
完成设计、编码和调试工作，完成实验报告。
注：带**号的条目表示选做内容。
3. 实验环境
可以选用Turbo C作为开发环境。也可以选用Windows下的VB，CB等可视化环境，利用各种控件较为方便。自主选择实验环境。
4.实验原理及核心算法参考程序段
动态优先数（优先数只减不加）：
#include<stdio.h>
2 #include<stdlib.h>
3 #include<string.h>
4 #define Max 100
5 typedef struct pcb
6 {
7 char name[Max]; //进程名
8 int priority; //优先级
9 int arrtime; //到达时间
10 int needtime; //需要运行时间
11 int usedtime; //已用时间
12 char state; //进程状态
13 }PCB;
14 PCB pcb[Max];
15
16 int n=1;
17 int pTime; //时间片
18 char SelectMenu();
19 void Input();
20 void Sort();
21 void Print();
22 void Attemper();
23
24 char SelectMenu()
25 {
26 char select;
27 printf("功能菜单：");
28 printf("\n 1.增加并调度进程");
29 printf("\n 2.打印进程");
30 printf("\n 3.退出");
31 printf("\n请输入你的选择(1--3):");
32 do{
33 select=getchar();
34 }while(select!='1'&&select!='2'&&select!='3');
35 return select;
36 }
37
38 void main()
39 {
40 int choice;
41 n=1;
42 printf(" \n");
43 printf("\t\t欢迎使用进程调度模拟\n\n");
44 choice=SelectMenu();
45 do{
46 if(choice=='1')
47 {
48 printf(" \n");
49 printf("请设置时间片的大小:");
50 scanf("%d",&pTime);
51 Input();
52 Print();
53 Attemper();
54 }
55 if(choice=='2')
56 {
57 Print();
58 }
59 if(choice=='3')
60 {
61 return;
62 }
63 choice=SelectMenu();
64 }while(1);
65 }
66
67 void Input()
68 {
69 do{
70 printf("\n---请输入第%d个进程进程---\n",n);
71 printf("\n进程名:");
72 scanf("%s",pcb[n].name);
73 printf("进程优先级:");
74 scanf("%d",&pcb[n].priority);
75 printf("进程需要的时间:");
76 scanf("%d",&pcb[n].needtime);
77 pcb[n].arrtime=n;
78 pcb[n].usedtime=0;
79 pcb[n].state='W';
80 n++;
81 }while(n<5);
82 }
83
84 void Sort()
85 {
86 int i,j;
87 PCB temp;
88 for(i=0;i<n-1;i++) //按照到达时间排序
89 {
90 for(j=n-2;j>=i;j--)
91 {
92 if(pcb[j+1].arrtime<pcb[j].arrtime)
93 {
94 temp=pcb[j];
95 pcb[j]=pcb[j+1];
96 pcb[j+1]=temp;
97 }
98 }
99 }
100
101 for(i=0;i<n-1;i++) //按照优先级排序
102 {
103 for(j=n-2;j>=i;j--)
104 {
105 if(pcb[j+1].priority>pcb[j].priority)
106 {
107 temp=pcb[j];
108 pcb[j]=pcb[j+1];
109 pcb[j+1]=temp;
110 }
111 }
112 }
113 if(pcb[0].state!='F')
114 {
115 pcb[0].state='R';
116 }
117 }
118
119 void Print()
120 {
121 int i;
122 Sort();
123 printf("\n 进程名 优先级 到达时间 需要时间 已用时间 进程状态 \n");
124 for(i=0;i<n;i++)
125 {
126 printf("%8s%8d %8d %10d %10d %10c\n",pcb[i].name,pcb[i].priority,pcb[i].arrtime,pcb[i].needtime,pcb[i].usedtime,pcb[i].state);
127 }
128 }
129
130 void Attemper()
131 {
132 do{
133 if((pcb[0].needtime-pcb[0].usedtime)>pTime) //判断进程剩余的运行时间是否大于时间片
134 {
135 pcb[0].usedtime+=pTime;
136 pcb[0].priority--;
137 pcb[0].state='W';
138 }
139 else //已完成的进程
140 {
141 pcb[0].usedtime=pcb[0].needtime;
142 pcb[0].priority=-1;
143 pcb[0].state='F';
144 }
145 Print();
146 }while(pcb[0].state!='F');
147 }
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