时间片轮转算法和优先级调度算法 C语言模拟实现 收藏.docx
编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第13页 共13页时间片轮转算法和优先级调度算法 C语言模拟实现 收藏 一、目的和要求进程调度是处理机管理的核心内容。本实验要求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快、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。二、实验内容1.设计进程控制块PCB的结构，通常应包括如下信息：进程名、进程优先数（或轮转时间片数）、进程已占用的CPU时间、进程到完成还需要的时间、进程的状态、当前队列指针等。 2.编写两种调度算法程序：优先数调度算法程序循环轮转调度算法程序3.按要求输出结果。三、提示和说明分别用两种调度算法对伍个进程进行调度。每个进程可有三种状态；执行状态（RUN）、就绪状态（READY,包括等待状态）和完成状态（FINISH），并假定初始状态为就绪状态。（一）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）运行和显示程序开始运行后，首先提示：请用户选择算法，输入进程名和相应的NEEDTIME值。每次显示结果均为如下5个字段： name cputime needtime priority state注： 1在state字段中，"R"代表执行态，"W"代表就绪（等待）态，"F"代表完成态。2应先显示"R"态的，再显示"W"态的，再显示"F"态的。 3在"W"态中，以优先数高低或轮转顺序排队；在"F"态中，以完成先后顺序排队。view plaincopy to clipboardprint?1. /* 2. 操作系统实验之时间片轮转算法和优先级调度算法 3. By Visual C+ 6.0 4. */ #include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <string.h> typedef struct node char name20; /*进程的名字*/ int prio; /*进程的优先级*/ int round; /*分配CPU的时间片*/ int cputime; /*CPU执行时间*/ int needtime; /*进程执行所需要的时间*/ char state; /*进程的状态，W就绪态，R执行态，F完成态*/ int count; /*记录执行的次数*/ struct node *next; /*链表指针*/ PCB; PCB *ready=NULL,*run=NULL,*finish=NULL; /*定义三个队列，就绪队列，执行队列和完成队列*/ int num; void GetFirst(); /*从就绪队列取得第一个节点*/ void Output(); /*输出队列信息*/ void InsertPrio(PCB *in); /*创建优先级队列，规定优先数越小，优先级越高*/ void InsertTime(PCB *in); /*时间片队列*/ void InsertFinish(PCB *in); /*时间片队列*/ void PrioCreate(); /*优先级输入函数*/ void TimeCreate(); /*时间片输入函数*/ void Priority(); /*按照优先级调度*/ void RoundRun(); /*时间片轮转调度*/ int main(void) char chose; printf("请输入要创建的进程数目:n"); scanf("%d",&num); getchar(); printf("输入进程的调度方法：(P/R)n"); scanf("%c",&chose); switch(chose) case 'P': case 'p': PrioCreate(); Priority(); break; case 'R': case 'r': TimeCreate(); RoundRun(); break; default:break; Output(); return 0; void GetFirst() /*取得第一个就绪队列节点*/ run = ready; if(ready!=NULL) run ->state = 'R' ready = ready ->next; run ->next = NULL; void Output() /*输出队列信息*/ PCB *p; p = ready; printf("进程名t优先级t轮数tcpu时间t需要时间t进程状态t计数器n"); while(p!=NULL) printf("%st%dt%dt%dt%dtt%ctt%dn",p->name,p->prio,p->round,p->cputime,p->needtime,p->state,p->count); p = p->next; p = finish; while(p!=NULL) printf("%st%dt%dt%dt%dtt%ctt%dn",p->name,p->prio,p->round,p->cputime,p->needtime,p->state,p->count); p = p->next; p = run; while(p!=NULL) printf("%st%dt%dt%dt%dtt%ctt%dn",p->name,p->prio,p->round,p->cputime,p->needtime,p->state,p->count); p = p->next; void InsertPrio(PCB *in) /*创建优先级队列，规定优先数越小，优先级越低*/ PCB *fst,*nxt; fst = nxt = ready; if(ready = NULL) /*如果队列为空，则为第一个元素*/ in->next = ready; ready = in; else /*查到合适的位置进行插入*/ if(in ->prio >= fst ->prio) /*比第一个还要大，则插入到队头*/ in->next = ready; ready = in; else while(fst->next != NULL) /*移动指针查找第一个别它小的元素的位置进行插入*/ nxt = fst; fst = fst->next; if(fst ->next = NULL) /*已经搜索到队尾，则其优先级数最小，将其插入到队尾即可*/ in ->next = fst ->next; fst ->next = in; else /*插入到队列中*/ nxt = in; in ->next = fst; void InsertTime(PCB *in) /*将进程插入到就绪队列尾部*/ 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) /*将进程插入到完成队列尾部*/ PCB *fst; fst = finish; if(finish = NULL) in->next = finish; finish = in; else while(fst->next != NULL) fst = fst->next; in ->next = fst ->next; fst ->next = in; void PrioCreate() /*优先级调度输入函数*/ PCB *tmp; int i; printf("输入进程名字和进程所需时间：n"); for(i = 0;i < num; i+) if(tmp = (PCB *)malloc(sizeof(PCB)=NULL) perror("malloc"); exit(1); scanf("%s",tmp->name); getchar(); /*吸收回车符号*/ scanf("%d",&(tmp->needtime); tmp ->cputime = 0; tmp ->state ='W' tmp ->prio = 50 - tmp->needtime; /*设置其优先级，需要的时间越多，优先级越低*/ tmp ->round = 0; tmp ->count = 0; InsertPrio(tmp); /*按照优先级从高到低，插入到就绪队列*/ void TimeCreate() /*时间片输入函数*/ PCB *tmp; int i; printf("输入进程名字和进程时间片所需时间：n"); for(i = 0;i < num; i+) if(tmp = (PCB *)malloc(sizeof(PCB)=NULL) perror("malloc"); exit(1); scanf("%s",tmp->name); getchar(); scanf("%d",&(tmp->needtime); tmp ->cputime = 0; tmp ->state ='W' tmp ->prio = 0; tmp ->round = 2; /*假设每个进程所分配的时间片是2*/ tmp ->count = 0; InsertTime(tmp); void Priority() /*按照优先级调度，每次执行一个时间片*/ int flag = 1; GetFirst(); while(run != NULL) /*当就绪队列不为空时，则调度进程如执行队列执行*/ Output(); /*输出每次调度过程中各个节点的状态*/ while(flag) run->prio -= 3; /*优先级减去三*/ run->cputime+; /*CPU时间片加一*/ run->needtime-;/*进程执行完成的剩余时间减一*/ if(run->needtime = 0)/*如果进程执行完毕，将进程状态置为F，将其插入到完成队列*/ run ->state = 'F' run->count+; /*进程执行的次数加一*/ InsertFinish(run); flag = 0; else /*将进程状态置为W，入就绪队列*/ run->state = 'W' run->count+; /*进程执行的次数加一*/ InsertTime(run); flag = 0; flag = 1; GetFirst(); /*继续取就绪队列队头进程进入执行队列*/ void RoundRun() /*时间片轮转调度算法*/ int flag = 1; GetFirst(); while(run != NULL) Output(); while(flag) run->count+; run->cputime+; run->needtime-; if(run->needtime = 0) /*进程执行完毕*/ run ->state = 'F' InsertFinish(run); flag = 0; else if(run->count = run->round)/*时间片用完*/ run->state = 'W' run->count = 0; /*计数器清零，为下次做准备*/ InsertTime(run); flag = 0; flag = 1; GetFirst(); 第 13 页 共 13 页
