时间片轮转算法和优先级调度算法C语言模拟实现.docx
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时间片轮转算法和优先级调度算法C语言模拟实现
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一、I」得与要求亠进程调度就是处理机管理得核心内容。
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，并体会与了解优先数算法与时间片轮转算法得具体实施办法。
二、实验内容
1、设il•进程控制块PCB得结构，通常应包括如下信息：
进程名、进程优先数（或轮转时间片数）、进程已占用得CPU时间、进程到完成还需要得时间、进程得状态、当前队列指针等。
2、编写两种调度算法程序：
优先数调度算法程疗工循环轮转调度算法程序
3、按要求输出结果。
a三、提示与说明
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）与完成状态（FINISH），并假定初始状态为就绪状态。
丄
（一）进程控制块结构如下：
aNAME一一进程标示符
PRIO/ROUND一一进程优先数/进程每次轮转得时间片数（设为常数2）aCPUTIME——进程累计•占用CPU得时间片数亠NEEDTIME——进程到完成还需要得时间片数
STATE——进程状态aNEXT一一链指针亠注：
I、为了便于处理，程序中进程得得运行时间以时间片为单位进行计算；
2、各进程得优先数或轮转时间片数，以及进程运行时间片数得初值，均由用户在程序运行时给定。
金
（二）进程得就绪态与等待态均为链表结构，共有四个指针如下：
aRUN一一当前运行进程指针
READY就需队列头指针
TAIL一一就需队列尾指针
FINISH—一完成队列头指针
（三）程序说明1必、在优先数算法中，进程优先数得初值设为：
50—NEEDTIM&每执行一次，优先数减1,CPU时间片数加1，进程还需要得时间片数减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,CP
U时间片数加2,进程还需要得时间片数减2,并退出CPU,排到就绪队列尾，等待
下一次调度。
2a、程序得模块结构提示如下：
整个程序可由主程序与如下7个过程组成）INSERT1一一在优先数算法中,将尚未完成得PCB按优先数顺序插入到就绪队列中A
（2）INSERT2-一在轮转法中，将执行了一个时间片单位（为2）,但尚未完成得进程得PCB,插到就绪队列得队尾；
（3）FIRSTIN一一调度就绪队列得第一个进程投入运行；a（4）PRINT一一显示每执行一次后所有进程得状态及有关信息“（5）CREATE一一创建新进程，并将它得PCB插入就绪队列；
（6）PRISCH一一按优先数算法调度进程；a（7）R0UNDSCH一一按时间片轮转法调度进程。
主程序定义PCB结构与其她有关变量。
»（四）运行与显示
程序开始运行后，首先提示:
请用户选择算法,输入进程名与相应得NEEDTIME值。
每次显示结果均为如下5个字段：
namecputimeneedtimeprioritystate*注：
1a.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。
厶•应先显示”R”态得，再显示态得,再显示态得。
a3•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。
viewpIaincopytoc1ipboardprint?
1./*
2.操作系统实验之时间片轮转算法与优先级调度算法
3.ByVisualC++6、0
4.*/
#includevstdio、h>
#inelude
#inelude
typedefstructnode
{
charname[20];/*进程得划字*/
intprio;/次进程得优先级*/
intround;/*分配CPU得时间片*/
intcputime;/*cPU执行时间*/
intneedtime;/*进程执行所需要得时间*/
charstate;/*进程得状态,W—一就绪态，R——执行态，F——完成态*
/
intcount;/*记录执行得次数*/
structnode*next：
/*链表指针*/
}PCB;
PCB*ready=NULL,*run=NULL,*finish=NULL；/*定义三个队列，就绪
队列，执行队列与完成队列=7
intnum;
voidGetFirst（）;/*从就绪队列取得第一个节点*/
voidOutput（）;/*输出队列信息*/
voidInsertPrio（PCB*in）;/*创建优先级队列，规左优先数越小，优先级越
高*/
voidInsertTime（PCB*in）；/*时间片队列*/
voidInsertFinish（PCB*in）：
/*时间片队列*/
voidPrioCreate（）；/*优先级输入函数*/
voidTimeCreate（）;/*时间片输入函数*/
voidPriority（）;/*按照优先级调度*/
voidRoundRun（）：
/*时间片轮转调度*/
intmain（void）
{
charchose;
printf（”请输入要创建得进程数目：
\n”）;
Scanf（"%d蔦&num）：
getchar（）；
printf（”输入进程得调度方法：
（P/R）\n"）;
scanf（H%cHz&chose）;
switch（chose）
{
Case'P'：
case1p
PrioCreate（）;
Priority（）：
break：
caseR:
case'r
TimeCreate（）；
RoundRun（）;
break;
default:
break;
}
Output（）;
return0:
}
voidGetFirst（）/*取得第一个就绪队列节点*/
<
run=ready;
if（ready!
=NULL）
{
run->state=;
ready=ready->next;
run->next=NULL;
}
}
voidOutput（）/*输出队列信息*/
PCB*P；
P=ready;
prlntf（HiS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\nH）：
while（p!
=NULL）
<
printf（"%s\t%d\t%d\t%d\t%d\t\t%c\t\t%d\n",p->name,
P->prio,p->round,p—>cputime,p—>needtime,p->state,p->count）;
p=p->next;
}
p=finish;
whiIe（p!
=NULL）
{
printf（"%s\t%d\t%d\t%d\t%d\t\t%c\t\t%d\n",p—>name,p->prio,p->round,p—>cputime,p->needtime,p->state,p->count）:
p=p->next;
}
p=run;
whi1e（p!
=NULL）
{
Printf（"%s\t%d\t%d\t%d\t%d\t\t%c\t\t%d\n",p->name,p->prio,p->round,p—>cputime,p->needtime,p->state>p->count）;
P=p->next;
}
VOldInsertPrio（PCB*in）/*创建优先级队列，规泄优先数越小，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；
}
eIse/*查到合适得位置进行插入*/
{
if（in->prio>=fst->prio）/*比第一个还要大，则插入到队头*
/
{
in->next=ready:
ready=in;
}
eIse
{
whi1e（fst->next!
=NULL）/*務动指针查找第一个别它小得元素得位置进行插入*/
{
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
英插入到队尾即可*/
in—>next=fst->next;
fst・>next=in;
}
else/*插入到队列中*/
{
nxt=in;
in—>next=fst；
}
}
}
}
VOidInsertTime（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;
}
eIse
{
while（fst->next!
=NULL）
{
fst=fst->next;
}
in->next=fst->next;
fst->next=in;
VoidInsertFinish（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;
}
}
voidPrioCreate（）/*优先级调度输入函数*/
<
PCB*tmp;
inti:
printf（u输入进程名字与进程所需时间：
\nM）;for（i=0：
iif（（tmp=（PCB*）malloc（sizeof（PCB）））==NULL）
perror（"malloc"）;
exit
（1）;
}
scanf（"%s”,tmp—>name）;
getchar（）;/*吸收回车符号*/
scanf（M%cT,&（tmp->needtime））：
tmp->cputime=0:
tmp->state=/W'；
tmp->pri0=50—tmp->needtime;/*设置其优先级，需要得时间越多，优先级越低*/
tmp->round=0;
tmp->count=0;
InsertPrio（tmp）;/*按照优先级从髙到低，插入到就绪队列*/
}
}
voidTimeCreate（）/*时间片输入函数*/
{
PCB*tmp;
inti;
printf（“输入进程名字与进程时间片所需时间：
\n"）；
for（i=0;ii++）
{
if（（tmp=（PCB*）malloc（sizeof（PCB）））==NULL）
{
perrorCmalloc1'）;
exit（l）：
scanf（"%s",tmp・>name）：
getchar（）;
scanf（”%dH,&（tmp・>needtime））;
tmp->cputime=0：
tmp->state=W;
tmp->prio=0；
tmp->round=2；/*假设每个进程所分配得时间片就是2*/
tmp->count=0：
InsertTime（tmp）；
}
}
voidPriority（）/*按照优先级调度，每次执行一个时间片*/
{
intflag=1;
GetFirst（）;
while（run!
=NULL）/次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得状态*/
whiIe（flag）
{
run->prio-=3;/*优先级减去三*/
run->cputime++;/*CPU时间片加一*/
run->needtime-;/*进程执行完成得剩余时间减一*/
if（run->needtime==0）/*如果进程执行完毕，将进程状态垃为F,将其插入到完成队列=7
{
run->state=F;
run—〉count++;/*进程执行得次数加一*/
InsertFinish（run）;
f1ag=0;
}
else/水将进程状态置为W,入就绪队列*/
{
run->state='w'；
run->count+-l-；/*进程执行得次数加一夫/
InsertTime（run）;
flag=0;
}
}
flag=1；
GetFirst（）;/*继续取就绪队列队头进程进入执行队列*/
}
}
voidRoundRun（）/*时间片轮转调度算法*/
{
intf1ag=1；
GetFirst（）：
whi1e（run!
=NULL）
<
Output（）；
whi1e（flag）
{
run—>count++；
run->cputime++;
run->needtime——;
if（run—>needtime==0）/*进程执行完毕*/
「un・>state='F'；
InsertFinish（run）;
flag=0;
}
elseif（run->count==「un->「ound）/*时间片用完*/
{
「un->state=W;
run->count=0;/*讣数器淸零，为下次做准备*/
InsertTime（「un）;
flag=0；
}
}
f1ag=1；
GetFirst（）;
}
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