操作系统——处理机调度及参考代码

实验一   处理机调度实验

 

一、 实验目的：

用高级语言编写和调试一个进程调度程序，以加深对进程的概念及进程调度算法的理解。

 

二、 实验要求： 

   用C++语言实验对N个进程采用非抢占式的动态优先权优先算法的进程调度

 

三、 实验内容：

（1） 设计一个有N个进程并发的进程调度程序。进程调度算法：采用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）算法。

 

（2） 每个进程有一个进程控制块（PCB）表示。PCB用结构来描述，包括以下字段：

   进程标识ID、

          优先数，为初始设定的模拟条件

   到达时间，为初始设定的模拟条件

         需要运行时间，为初始设定的模拟条件

         已用CPU时间，为初始设定的模拟条件

        进程阻塞时间startblock（表示进程在运行startblock个时间片后，进程将进入阻塞状态），为初始设定的模拟条件

        进程被阻塞的时间blocktime（表示进程等待blocktime个时间片后，将转换成就绪状态），为初始设定的模拟条件，模拟执行I/O操作需要的时间

       进程状态state，就绪W（Wait）、运行R（Run）、或完成F（Finish）三种状态

       队列指针next等等。

（3） 优先数改变的规则

  进程在就绪队列中呆一个时间片，优先数增加1；

  进程每运行一个时间片，优先数减3；

（4） 运行过程描述

  首先按照初始化输入，按照各进程优先级高低排列就绪队列中进程顺序，优先级最高的进程最先获得CPU控制权运行。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，此时应将进程的优先数减3（即降低一级），如果到了进程需被阻塞的时间点，阻塞进程，然后把它插入阻塞队列，等待经过blocktime后，再唤醒进程，把它按照优先级高低，插入就绪队列相应位置等待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。

备注：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或顺序。

参考代码：

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<conio.h> 
#define getpch(type) (type*)malloc(sizeof(type))
#define NULL 0
#define TIME 2//时间片长度 
typedef struct pcb{//进程管理块 
char name[10];//进程名字 
char state;  //进程状态
int queue;  //进程所在的队列 
int ntime;  //进程需要运行的时间 
int rtime;  //进程已经运行的时间 
int etime;  //进程在本队列可运行的时间片 
struct pcb *link;
}PCB; 
PCB *ready=NULL,*pinsert=NULL,*pfend=NULL,*p=NULL;//就绪队列，进程插入位置的变//量   
int geti() //使用户仅能输入整数
{ 
char ch; 
int i = 0; 
fflush(stdin); 
ch = getchar(); 
while(ch == '\n'){  
printf("\tf输入不能为空..请重新输入\n");  
fflush(stdin);  
ch = getchar(); 
} 
while(ch != '\n'){  
if(ch > '9' || ch < '0'){   
printf("\t输入有误!!输入只能为正整数，请重新输入...\n");   
fflush(stdin);   
i = 0;   
ch = getchar();  
}else{   
i =  i*10 + (ch - '0');   
ch = getchar();  
} 
} 
return i;
} 
void findpos()//更新状态量
{ 
PCB *ps = pfend; 
if(!ps || !ps -> link || (ps-> link->queue - ps->queue) > 1)    pinsert = ps; 
else{  
while (ps->link && ps ->link->queue != (pfend ->queue +2))
ps = ps->link;   pinsert = ps;       } } 
void insert()//插入进程
{ 
if(!ready ){    
ready = p;  
pfend = p;  
pinsert = p; 
}else if(ready ->queue == 1){//第一队列存在  
p->link = pfend->link;  
pfend->link = p;  
pfend = p;  
findpos();  
}else{  
p->link = ready;  
ready = p;  
findpos(); 
} 
} 
void input()/*建立进程控制块函数*/
{ 
int i,num;   
printf("\n请输入进程的个数?"); 
num = geti(); 
for(i=0; i < num; i++) 
{  
printf("\n进程号No.%d:\n",i+1);  
p=getpch(PCB);  
printf("\n输入进程名:");  
scanf("%s",p->name);  
printf("\n输入进程运行时间:");  
p ->ntime = geti();  
printf("\n");
p->rtime=0;  
p->state='w';  
p->queue =1;  
p->etime = TIME;  
p->link=NULL;  
insert();/*调用insert函数*/ 
}
} 
void disp(PCB *pr)/*建立进程现实函数，用于显示当前进程*/
{ 
printf("\nname\t state\t queue\t ntime\t rtime\t在队列可停留时间\t \n"); 
printf("|%s\t",pr->name); 
printf(" |%c\t",pr->state); 
printf(" |%d\t",pr->queue); 
printf(" |%d\t",pr->ntime); 
printf(" |%d\t",pr->rtime); 
printf(" |%d\t",pr->etime); 
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:%s",ready->name);
/*显示当前运行的进程*/ 
disp(ready); 
pr= ready ->link; 
printf("\n****当前就绪队列状态为:\n");/*显示就绪队列状态*/ 
while(pr!=NULL) 
{  
disp(pr);  
pr=pr->link; 
}
}  
void sort()//调整进程队列 
{ 
if(!ready->link ||ready->queue < ready->link->queue)
return;   
p = ready ->link; 
ready ->link = pinsert ->link; 
pinsert ->link = ready;
pinsert = ready; 
ready = p; 
if (ready && ready -> queue  == pinsert ->queue)
{  
findpos(); 
}  
} 
void addnew()//添加新的进程
{ 
if(ready ->queue != 1)
{ 
(ready -> queue)++; 
ready->etime *= 2; 
ready -> state='w'; 
sort();/*调用sort函数*/ 
input(); 
}  else{  
input();    
}  
}
void destroy()/*建立进程撤销函数(进程运行结束，撤销进程)*/
{ 
printf("\n进程[%s]已完成.\n",ready->name); 
p = ready; 
ready = ready->link; 
free(p); 
if (ready &&  ready -> queue  == pinsert ->queue)
  findpos();
}  
void running()/*建立进程就绪函数(进程运行时间到，置就绪状态)*/
{ 
(ready -> rtime)++; 
ready ->etime --; 
if(ready->rtime == ready->ntime){  
destroy();  
return; 
}else if(ready ->etime == 0){  
int time = 2;  
(ready -> queue)++;
for(int i = 2; i != ready->queue; ++i)   
time *= 2;  
ready->etime = time;  
ready -> state='w';  
sort();/*调用sort函数*/ 
}
}     
void main()
{ 
char ch; 
input(); 
while(ready != NULL)  {  
printf("\nThe execute name:%s\n",ready ->name);  
ready ->state = 'R';  
check();  
running();  
printf("\n按i键添加新进程....按其他任意键继续运行...");  
fflush(stdin);  
ch = getchar();  
if (ch == 'i'|| ch=='I')   
addnew();    
} 
printf("\n\n 进程已经完成\n"); 
getchar();   
}