进程调度模拟算法
一、实验目的
通过用高级语言编写模拟进程调度程序,以便加深理解有关进程控制块、进程队列等概念,并体会和了解优先数算法和时间片轮转算法的具体实施办法。
1.进程控制块结构如下：
NAME——进程标示符
PRIO/ROUND——进程优先数/进程每次轮转的时间片数（设为常数2）
CPUTIME——进程累计占用CPU 的时间片数
NEEDTIME——进程到完成还需要的时间片数
STATE——进程状态
NEXT——链指针
注：1. 为了便于处理，程序中进程的的运行时间以时间片为单位进行计算；
2. 各进程的优先数或轮转时间片数，以及进程运行时间片数的初值，均由用户在程序运行时给定。
（二）进程的就绪态和等待态均为链表结构，共有四个指针如下：
RUN——当前运行进程指针
READY——就需队列头指针
TAIL—— 就需队列尾指针
FINISH—— 完成队列头指针
（三）程序说明
1. 在优先数算法中，进程优先数的初值设为：
50-NEEDTIME每执行一次，优先数减1，CPU 时间片数加1，进程还需要的时间片数减1。
在轮转法中，采用固定时间片单位（两个时间片为一个单位），进程每轮转一次，CPU时间片数加2，进程还需要的时间片数减2，并退出CPU，排到就绪队列尾，等待下一次调度。
2. 程序的模块结构提示如下：
整个程序可由主程序和如下7 个过程组成：
（1）INSERT1——在优先数算法中，将尚未完成的PCB 按优先数顺序插入到就绪队列中；
（2）INSERT2——在轮转法中，将执行了一个时间片单位（为2），但尚未完成的进程的PCB，插到就绪队列的队尾；
（3）FIRSTIN——调度就绪队列的第一个进程投入运行；
（4）PRINT——显示每执行一次后所有进程的状态及有关信息。
（5）CREATE——创建新进程，并将它的PCB 插入就绪队列；
（6）PRISCH——按优先数算法调度进程；
（7）ROUNDSCH——按时间片轮转法调度进程。
主程序定义PCB 结构和其他有关变量。
四、实验结果
优先级调度算法
循环轮转调度算法
代码
#include<iostream>
#include<string>
using namespace std;
typedef struct node
{
char name[20]; //进程名
int prio; //进程优先级
int round; //分配cpu的时间片
int cputime; //cpu执行时间
int needtime; //进程执行所需时间
char state; //进程状态
int count; //记录执行次数
struct node* next; //链表指针
}PCB;
int num;
PCB* ready = NULL; //就绪队列
PCB* run = NULL; //执行队列
PCB* finish = NULL; //完成队列
//取得第一个就绪节点
void GetFirst()
{
run = ready;
if (ready != NULL)
{
run->state = 'R';
ready = ready->next;
run->next = NULL;
}
}
//优先级输出队列
void Output1()
{
PCB* p;
p = ready;
while (p != NULL)
{
cout << p->name << "\t" << p->prio << "\t" << p->cputime << "\t" << p->needtime << "\t" <<
p->state << "\t" << p->count << endl;
p = p->next;
}
p = finish;
while (p != NULL)
{
cout << p->name << "\t" << p->prio << "\t" << p->cputime << "\t" << p->needtime << "\t" <<
p->state << "\t" << p->count << endl;
p = p->next;
}
p = run;
while (p != NULL)
{
cout << p->name << "\t" << p->prio << "\t" << p->cputime << "\t" << p->needtime << "\t" <<
p->state << "\t" << p->count << endl;
p = p->next;
}
}
//轮转法输出队列
void Output2()
{
PCB* p;
p = ready;
while (p != NULL)
{
cout << p->name << "\t" << p->round << "\t" << p->cputime << "\t" << p->needtime << "\t" <<
p->state << "\t" << p->count << endl;
p = p->next;
}
p = finish;
while (p != NULL)
{
cout << p->name << "\t" << p->round << "\t" << p->cputime << "\t" << p->needtime << "\t" <<
p->state << "\t" << p->count << endl;
p = p->next;
}
p = run;
while (p != NULL)
{
cout << p->name << "\t" << p->round << "\t" << p->cputime << "\t" << p->needtime << "\t" <<
p->state << "\t" << p->count << endl;
p = p->next;
}
}
void InsertPrio(PCB* in)
{
PCB* fst, * nxt;
fst = nxt = ready;
if (ready == NULL)
{
in->next = ready;
ready = in;
}
else
{
if (in->prio >= fst->prio)
{
in->next = ready;
ready = in;
}
else
{
while (fst->next != NULL)
{
nxt = fst;
fst = fst->next;
}
if (fst->next == NULL)
{
in->next = fst->next;
fst->next = in;
}
else
{
nxt = in;
in->next = fst;
}
}
}
}
void InsertTime(PCB* in)
{
PCB* fst;
fst = ready;
if (ready == NULL)
{
in->next = ready;
ready = in;
}
else
{
while (fst->next != NULL)
{
fst = fst->next;
}
in->next = fst->next;
fst->next = in;
}
}
void InsertFinish(PCB* in)
{
PCB* fst;
fst = finish;
if (finish == NULL)
{
in->next = finish;
finish = in;
}
else
{
while (fst->next != NULL)
{
fst = fst->next;
}
in->next = finish;
finish = in;
}
}
void PrioCreate()
{
PCB* tmp;
int i;
cout << "Enter the name and needtime :" << endl;
for (i = 0; i < num; i++)
{
if ((tmp = (PCB*)malloc(sizeof(PCB))) == NULL)
{
cerr << "malloc" << endl;
exit(1);
}
cin >> tmp->name;
getchar();
cin >> tmp->needtime;
tmp->cputime = 0;
tmp->state = 'W';
tmp->prio = 50 - tmp->needtime;
tmp->round = 0;
tmp->count = 0;
InsertPrio(tmp);
}
cout << "进程名\t优先级\tcpu时间\t需要时间进程状态计数器" << endl;
}
void TimeCreate()
{
PCB* tmp;
int i;
cout << "输入进程名字和进程时间片所需时间:" << endl;
for (i = 0; i < num; i++)
{
if ((tmp = (PCB*)malloc(sizeof(PCB))) == NULL)
{
cerr << "malloc" << endl;
exit(1);
}
cin >> tmp->name;
getchar();
cin >> tmp->needtime;
tmp->cputime = 0;
tmp->state = 'W';
tmp->prio = 0;
tmp->round = 2;
tmp->count = 0;
InsertTime(tmp);
}
cout << "进程名\t优先级\tcpu时间\t需要时间进程状态计数器" << endl;
}
void Priority()
{
int flag = 1;
GetFirst();
while (run != NULL)
{
Output1();
while (flag)
{
run->prio = 3;
run->cputime++;
run->needtime--;
if (run->needtime == 0)
{
run->state = 'F';
run->count++;
InsertFinish(run);
flag = 0;
}
else
{
run->state = 'W';
run->count++;
InsertTime(run);
flag = 0;
}
}
flag = 1;
GetFirst();
}
}
void RoundRun()
{
int flag = 1;
GetFirst();
while (run != NULL)
{
Output2();
while (flag)
{
run->count++;
run->cputime++;
run->needtime--;
if (run->needtime == 0)
{
run->state = 'F';
InsertFinish(run);
flag = 0;
}
else if (run->count == run->round)
{
run->state = 'W';
run->count = 0;
InsertTime(run);
flag = 0;
}
}
flag = 1;
GetFirst();
}
}
int main(void)
{
int n;
cout << "输入进程个个数: " << endl;
cin >> num;
getchar();
cout << "----------进程调度算法模拟-----------" << endl;
cout << " 1.优先级调度算法" << endl;
cout << " 2.循环轮转调度算法" << endl;
cout << "-------------------------------------" << endl;
cout << "输入序号: " << endl;
cin >> n;
switch (n)
{
case 1:
cout << "优先级调度 :" << endl;
PrioCreate();
Priority();
Output1();
break;
case 2:
cout << "循环轮转算法: " << endl;
TimeCreate();
RoundRun();
Output2();
break;
case 0:
exit(1);
break;
default:
cout << "Enter error!" << endl;
break;
}
cout << endl;
return 0;
}
浙公网安备 33010602011771号