进程调度模拟（C语言）
来源：互联网 发布：淘宝云客服自动抢班器 编辑：程序博客网 时间：2024/05/16 01:10
在CSDN里的第一篇，从之前UNIX程序设计课的学期作业里找了个当时的模拟进程调度的代码贴上。不足之处，请见谅。
#include<iostream>
#include<string>
using namespace std;
#define Size 30 //最大允许输入进程个数 30
#define Max_QueueNumb 6//最大允许多级反馈队列级数 6
int SFtype=0;//调度算法类型
int TCPU=0;//记录CPU主频时间
int TimePice=100; //记录时间片大小,默认为100,表示无时间片（时间片轮转算法涉及）
int QueueNumb=3;//默认多级反馈队列级数（TimePice=1、2、4……）
bool QueueEndLine_Flag=false;//标记是否到达最后一个反馈队列
int Drop_numb=0;//标记降级个数
int Num=30; //记录用户输入的进程数,初始值30
//进程PCB结构体
struct Process {
public: char ProcessName;//进程名字 *
int Need_Time; //进程需要时间 *
int Arrive_time; //进程到达CPU时间 *
int Level; //进程优先级 [*]
int LeftTime; //进程运行一段时间后还需要的时间
int Finish_time; //进程完成时间
int Turn_time; //周转时间
float Qturn_time; //带权周转时间
/*周转时间=完成时间-到达CPU时间；带权周转时间=周转时间/进程需要时间*/
};
Process wait_process[Size]; //声明进程结构体数组
Process Mqueue_process[Max_QueueNumb][Size];//声明多级反馈队列
//函数声明,用在多级反馈算法
void Move(Process PCB_out, Process process[],int length) //把PCB_out降级给process[]
{
process[length].ProcessName=PCB_out.ProcessName;
process[length].Need_Time=PCB_out.Need_Time;
process[length].Level=0;
process[length].Arrive_time=PCB_out.Arrive_time;
process[length].LeftTime=PCB_out.LeftTime;
process[length].Finish_time=-1;
process[length].Turn_time=-1;
process[length].Qturn_time=-1;
}
void Sort_By_ArriveTime( Process process[], int size) //按进程到达时间从低到高排序
{
// 直接插入排序
for( int i=1;i<size;i++)
{
Process temp;
temp = process[i];
int j=i;
while(j>0 && temp.Arrive_time<process[j-1].Arrive_time)
{
process[j]=process[j-1];
j--;
}
process[j] = temp;
}
}
void init_PCB();//初始化进程结构体数组
void init_Mqueue();
void Run_PCB(Process process[],int num,int Timepice);//当前进程执行函数，用于计算、更改、进程属性值，并显示
void Sort_ByLvl(Process pr[], int size) ; //此排序后按优先级从大到小排列(优先级降序排序)
void Sort_ByTime(Process pr[], int size) ; // 此排序后按需要的cpu所需时间从小到大排列（短作业优先）
void Fcfs(Process process[],int num); //先来先服务算法
void TimeTurn(Process process[], int num, int Timepice); //时间片轮转算法
void MultQueue(int num, int QueueNumb);//多级反馈队列调度算法
int main(void)
{
int end_circle_flag=0; //循环结束标志
while(!end_circle_flag)
{
printf("\n");
printf("选择调度算法：\n");
printf("1: FCFS 2:时间片轮换(RR) 3:最短作业优先 4:动态优先级调度 5:多级反馈队列调度 6:其他(退出)\n" );
printf("输入你选择调度算法：\n");
scanf("%d",&SFtype); //记录模拟的调度算法
fflush(stdin);
switch(SFtype)
{
case 1:{
init_PCB();//初始化进程结构体数组
Fcfs(wait_process,Num);//假设先进先出是非抢占式的
printf("\n-----------------FcFs进程调度模拟结束----------------------");
break;
}
case 2:{
init_PCB();//初始化进程结构体数组
TimeTurn(wait_process,Num,TimePice);//时间片轮转算法
printf("\n----------------时间片轮转算法模拟结束----------------------");
break;
}
case 3:{
init_PCB(); //初始化进程结构体数组
Sort_ByTime(wait_process,Num); //按服务时间排序（从低到高）
Fcfs(wait_process,Num);//调用先进先出算法
printf("\n-----------------最短作业优先算法模拟结束----------------------");
break;
}
case 4:{
init_PCB();//初始化进程结构体数组
while (Num!=0)//执行进程调度
{
Sort_ByLvl(wait_process,Num);//按优先级对进程组排序
Run_PCB(wait_process,Num,TimePice);//执行一次进程块
Num--;
printf("\n");
system("pause"); //暂停
printf("\n");
}
printf("\n-----------------动态优先级算法模拟结束----------------------");
break;
}
case 5:{
init_Mqueue();//初始化多级反馈队列的第一个队列
MultQueue(Num,QueueNumb);//多级反馈队列算法
break;
}
default:{
end_circle_flag=1;
break;
}
}
}
return 0;
}
///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
void init_PCB()
{
if (SFtype==2)//时间片轮换调度算法
{
printf("输入进程调度算法时间片大小: ");
scanf("%d",&TimePice);
fflush(stdin);
}
if (SFtype==5)//多级反馈队列调度
{
printf("输入多级反馈队列级数: ");
scanf("%d",&QueueNumb);
fflush(stdin);
}
printf("输入进程个数:");
scanf("%d",&Num);
fflush(stdin);
//Process wait_process[Size]; //进程结构体就绪数组
TCPU=0; //初始化CPU主频时间
for( int i=0; i<Num; i++) //对进程依次输入属性
{
char name='0';
int cpuTime=0;
int level=0;
int arrive_time=0;//默认值
printf("\n输入第%d个进程的名字:",i+1);
scanf("%c",&name);
fflush(stdin);
printf("输入第%d个进程的cpu执行所需时间:",i+1);
scanf("%d",&cpuTime);
fflush(stdin);
printf("输入第%d个进程到达CPU时间:",i+1);
scanf("%d",&arrive_time);
fflush(stdin);
if (SFtype==3)
{
printf("输入第%d个进程的进程优先级:",i+1);
scanf("%d",&level);
}
//初始化进程结构体
wait_process[i].ProcessName=name;
wait_process[i].Need_Time =cpuTime;
wait_process[i].Level =level;
wait_process[i].Arrive_time =arrive_time;
printf("\n");
}
for ( int k=0;k<Num;k++)//对进程剩余时间、完成时间初始化、周转时间、带权周转时间
{
wait_process[k].LeftTime=wait_process[k].Need_Time ;
wait_process[k].Finish_time=-1;
wait_process[k].Turn_time=-1;
wait_process[k].Qturn_time=-1;
}
printf("进程名 优先级 到达时间 占用时间 还需时间 完成时间 周转时间 带权周转时间\n");
printf("------------------------------------------------------------------------------\n");
}
/////////////////////////////begin/////////////////////////////////////////////
void Run_PCB(Process process[],int num,int Timepice)//当前进程执行函数，用于计算、更改、进程属性值，并显示
{
//printf("\n");
if (process[0].Arrive_time>TCPU)//进程均未到达
{
if (Timepice==100)//如果非时间片调度
{
TCPU+=process[0].Arrive_time;//CPU等待执行到第一个进程到达
}
else
TCPU+=TimePice;//执行下一个时间片
Run_PCB(process,num,Timepice);//嵌套调用Run_PCB
}
else if (process[0].LeftTime <= TimePice)//如果时间片够用且进程已经到达，则执行完毕
{
TCPU+=process[0].LeftTime;//修改CPU时间
process[0].LeftTime=0;//修改剩余时间为0
process[0].Finish_time=TCPU;//修改进程结束时间
process[0].Turn_time=process[0].Finish_time-process[0].Arrive_time;//修改周转时间
process[0].Qturn_time=process[0].Turn_time*1.0/process[0].Need_Time;//修改带权周转时间
//printf("进程名字 优先级 到达时间 占用CPU时间");
//printf("还需CPU时间 完成时间 周转时间 带权周转时间");
printf(" %c %d %d %d %d %d %d %f",
process[0].ProcessName,process[0].Level,process[0].Arrive_time,process[0].Need_Time,
process[0].LeftTime,process[0].Finish_time,process[0].Turn_time,process[0].Qturn_time);
for (int i=0;i<--num;i++)
{
process[i]=process[i+1]; //让首进程出数组
}
}
else//时间片调度，且规定时间片内未执行完毕
{
process[0].LeftTime -= Timepice; //修改剩余时间
TCPU+=TimePice;//修改CPU时间
Process temp; //将首进程置尾
temp = process[0];
for( int j=0;j<(num-1);j++)
process[j] = process[j+1];
process[num-1] = temp; //将首进程置尾
if (SFtype==3)//优先级调度
{
process[0].Level--;//首进程的优先级减一（动态优先级调度）
}
Run_PCB(process,num,Timepice);//嵌套调用Run_PCB
}
/*
for(int s=1;s<num;s++)
{
cout<<" "<<process[s].ProcessName <<" "<<process[s].Need_Time <<" ";
cout<<process[s].LeftTime <<" "<<process[s].Level<<" 等待"<<endl;
}
*/
}
/////////////////////////////////end/////////////////////////////////////////
////////////////////////////////begin//////////////////////////////////////////
/*FCFS(先来先服务)算法的实现（不涉及时间片）*/
void Fcfs(Process process[], int size)
{
// process[] 是输入的(进程数组)首进程，num是进程的数目，Timepice是时间片大小(默认非抢占式，手动取100)
while (size!=0)
{
Run_PCB(process,size,100);
size--;
printf("\n");
system("pause"); //暂停
printf("\n");
}
}
///////////////////////////////////end///////////////////////////////////////
///////////////////////////////////begin///////////////////////////////////////
/* 最短作业优先算法的实现（不涉及时间片）*/
void Sort_ByTime ( Process process[], int size) //按进程所需时间从低到高排序
{
// 直接插入排序
for( int i=1;i<size;i++)
{
Process temp;
temp = process[i];
int j=i;
while(j>0 && temp.Need_Time<process[j-1].Need_Time )
{
process[j]=process[j-1];
j--;
}
process[j] = temp;
}
}
/////////////////////////////end/////////////////////////////////////////////
////////////////////////////////begin//////////////////////////////////////////
/* 时间片轮转调度算法实现*/
void TimeTurn( Process process[], int num, int Timepice)//跟FCFS类似
{
while (num!=0)
{
Run_PCB(process,num,Timepice);
num--;
printf("\n");
system("pause"); //暂停
printf("\n");
}
}
//////////////////////////////////end////////////////////////////////////////
////////////////////////////////begin//////////////////////////////////////////
//动态优先级调度算法（涉及时间片）
void Sort_ByLvl( Process process[], int size) //以进程优先级高低排序
{
//直接插入排序
for( int i=1;i<size;i++)
{
Process temp; //进程类对象：temp
temp = process[i];
int j=i;
while(j>0 && temp.Level>=process[j-1].Level) //依次比较之前已经排序好的数组，若小，则不动
{
process[j] = process[j-1];
j--;
}
process[j] = temp;
}
/*from other
while(j>0 && temp.Level<pr[j-1].Level) //依次比较之前已经排序好的数组，若大，则不动
{
pr[j] = pr[j-1];
j--;
}
pr[j] = temp;
}
// 直接插入排序后，进程按优先级从小到大排列
for( int d=size-1;d>size/2;d--)
{
Process temp;
temp=pr [d];
pr [d] = pr [size-d-1];
pr [size-d-1]=temp;
}
// 此排序后按优先级从大到小排列 (order by value)
*/
}
//////////////////////////////////end////////////////////////////////////////
void init_Mqueue()
{
printf("输入进程调度算法时间片大小: ");
scanf("%d",&TimePice);
fflush(stdin);
printf("输入多级反馈队列级数: ");
scanf("%d",&QueueNumb);
fflush(stdin);
printf("输入进程个数:");
scanf("%d",&Num);
fflush(stdin);
TCPU=0; //初始化CPU主频时间
for( int i=0; i<Num; i++) //对进程依次输入属性
{
char name='0';
int cpuTime=0;
int level=0;
int arrive_time=0;//默认值
printf("\n输入第%d个进程的名字:",i+1);
scanf("%c",&name);
fflush(stdin);
printf("输入第%d个进程的cpu执行所需时间:",i+1);
scanf("%d",&cpuTime);
fflush(stdin);
printf("输入第%d个进程到达CPU时间:",i+1);
scanf("%d",&arrive_time);
fflush(stdin);
//初始化进程结构体
Mqueue_process[0][i].ProcessName=name;
Mqueue_process[0][i].Need_Time =cpuTime;
Mqueue_process[0][i].Level =level;
Mqueue_process[0][i].Arrive_time =arrive_time;
printf("\n");
}
for ( int k=0;k<Num;k++)//对进程剩余时间、完成时间初始化、周转时间、带权周转时间
{
Mqueue_process[0][i].LeftTime=wait_process[k].Need_Time ;
Mqueue_process[0][i].Finish_time=-1;
Mqueue_process[0][i].Turn_time=-1;
Mqueue_process[0][i].Qturn_time=-1;
}
printf("进程名 优先级 到达时间 占用时间 还需时间 完成时间 周转时间 带权周转时间\n");
printf("------------------------------------------------------------------------------\n");
}
void Run_Mqueue(Process process[],int num,int Timepice,int Qid)//用于多级反馈队列，当前队列的执行过程模拟，返回进入下一级队列的进程个数
//当前进程执行函数，用于计算、更改、进程属性值，并显示;Qid是当前队列的级数
{
printf("\n");
if (process[0].Arrive_time>TCPU)//进程均未到达
{
TCPU+=TimePice;//执行下一个时间片
Run_Mqueue(process,num,Timepice,Qid);//嵌套执行
}
else if (process[0].LeftTime <= TimePice)//如果时间片够用且进程已经到达，则执行完毕
{
TCPU+=process[0].LeftTime;//修改CPU时间
process[0].LeftTime=0;//修改剩余时间为0
process[0].Finish_time=TCPU;//修改进程结束时间
process[0].Turn_time=process[0].Finish_time-process[0].Arrive_time;//修改周转时间
process[0].Qturn_time=process[0].Turn_time*1.0/process[0].Need_Time;//修改带权周转时间
//printf("进程名字 优先级 到达时间 占用CPU时间");
//printf("还需CPU时间 完成时间 周转时间 带权周转时间");
printf("%c %d %d %d %d %d %d %f",
process[0].ProcessName,process[0].Level,process[0].Arrive_time,process[0].Need_Time,
process[0].LeftTime,process[0].Finish_time,process[0].Turn_time,process[0].Qturn_time);
for (int j=0;j<--num;j++)
{
process[j]=process[j+1]; //让首进程出数组
}
}
else//时间片调度，且规定时间片内未执行完毕
{
process[0].LeftTime -= Timepice; //修改剩余时间
TCPU+=TimePice;//修改CPU时间
if(QueueEndLine_Flag){
Process temp; //如果是最后一个队列，且未能在一个
temp =process[0]; //时间片内执行完毕，则将首进程置尾
for( int j=0;j<(num-1);j++) //
process[j] = process[j+1]; //
//
process[num-1] = temp; //
Run_Mqueue(process,num,Timepice,Qid);//嵌套执行
}else
{
//出当前队列，进入下个队列
Move(process[0],Mqueue_process[Qid+1],Drop_numb++);
for (int i=0;i<--num;i++)
{
process[i]=process[i+1]; //让首进程出数组
}
}
}
}
void MultQueue(int num, int QueueNumb)
{
Sort_By_ArriveTime(Mqueue_process[0],num);//按进程到达CPU的时间先后顺序排序
Run_Mqueue(Mqueue_process[0],Num,1,0);
Drop_numb=0;//降级数目置零
for(int Queue_id=1;Queue_id<QueueNumb;Queue_id++)
{
Run_Mqueue(Mqueue_process[Queue_id],Num,2*Queue_id,Queue_id);
Drop_numb=0;//降级数目置零
}
}
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