实验五模拟进度调度.docx
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实验五模拟进度调度
实验五模拟进度调度
班级：
09网络工程姓名：
林泽全学号：
091402116
1、实验目的
1.理解PCB
2.理解进程的并发执行
3.理解进程的FCFS、动态优先权和时间片轮转三种调度算法，并模拟实现这三种算法
2、实验器材
微型计算机、fedora版本的Linux系统
3、实验内容
PCB在本设计中的基本结构
Typedefstructnode
{
Charname[10]；/*进程标识符*/
Floatprin；/*进程的优先级*/
Intround；/*进程轮转的时间片*/
Intneedtime；/*进程还需要的cpu时间*/
Intwaittime；/*进程进入系统后等待cpu的时间*/
Charstate；/*进程的状态*/
Structnode*next；/*链接指针*/
}PCB
设计三个队列：
就绪、完成、运行，其中运行队列中应该只有一个进程。
创建进程，就是用户输入进程的标识符和运行所需时间，系统为其生成一个PCB，存放进程的信息，将新生成的PCB插入就绪队列。
进程任务结束，系统将其PCB插入完成队列，该进程就消亡。
任务1：
动态优先权调度算法模拟：
优先权=1+等待时间/需要服务时间----最高响应比优先
（1）输入一批作业的进程标识和估计运行时间，将其PCB插入就绪队列
（2）当就绪队列非空、CPU空闲时，计算出每个就绪进程的优先权
（3）将优先权最高的进程从就绪队列移入运行队列，状态改为运行（模拟进程调度）
（4）在屏幕上输出当前所有进程的状态和优先权信息（已完成进程不显示）
（5）让运行进程执行足够的服务时间
（6）将运行进程移入完成队列
（7）提示可以输入新的作业，如果有新作业输入，则转向
（1），否则转向
（2）
（8）如果就绪队列为空，则结束
程序框图如下：
程序源代码如下：
#include
#include
typedefstructnode
{
charname[10];//进程标识符
floatprin;//进程的优先级
intround;//进程轮转的时间片
intneedtime;//进程还需要当CPU时间
intwaittime;//进程进入系统后等待当CPU的时间
charstate;//进程当状态
structnode*next;//链接指针
}PCB;
PCB*readyQueue=NULL,*runningQueue=NULL,*finishedQueue=NULL,*finishedQueueTail=NULL,*readyQueueTail=NULL,pcbPool[10];
intpoolSize=0;
voidcreatePro（）;//根据进程标识和估计运行时间，将其PCB插入就绪队列
voidreadyQueueNotNull（）;//当就绪队列非空、CPU空闲时，计算每个就绪进程当优先权
voidinsertRunningQueue（）;//将优先权最高当进程从就绪队列移入运行队列，状态改为运行
voiddisplayQueue（）;//将所有非结束进程的状态和优先权信息显示在屏幕
voidrunPro（）;//让运行进程执行足够的服务时间
voidaddNewPro（）;//提示可以输入新的进程
intmain（intargc,charconst*argv[]）
{
createPro（）;
while（readyQueue!
=NULL）
{
readyQueueNotNull（）;
insertRunningQueue（）;
displayQueue（）;
runPro（）;
puts（""）;
addNewPro（）;
}
puts（"Bye"）;
return0;
}
voidcreatePro（）
{
charname[10];
charstop='y';
intneedtime,i=0;
while（stop=='y'）
{
//获取用户输入进程名
puts（"Pleaseinputtheprocessname:
"）;
scanf（"%s",name）;
strcpy（pcbPool[i].name,name）;
//获取用户输入进程需要时间
puts（"Pleaseinputtheneedoftime:
"）;
scanf（"%d",&needtime）;
pcbPool[i].needtime=needtime;
pcbPool[i].state='0';
pcbPool[i].next=NULL;
pcbPool[i].prin=0.0f;
pcbPool[i].waittime=0;
if（i==0）
{
readyQueue=&pcbPool[0];
readyQueueTail=&pcbPool[0];
}else{
readyQueueTail->next=&pcbPool[i];
readyQueueTail=&pcbPool[i];
}
if（i++>9）
break;
puts（"Doyouwanttoinputmoreprocess（yorn）:
"）;
scanf（"%s",&stop）;
}
poolSize=i+1;
}
voidreadyQueueNotNull（）
{
PCB*pcb=readyQueue;
while
（1）
{
pcb->prin=1+pcb->waittime/pcb->needtime;
if（pcb->next==NULL）
break;
else
pcb=pcb->next;
}
}
voidinsertRunningQueue（）
{
PCB*currentPCB=readyQueue,*lastPCB=readyQueue,*lastOfChosePCB=readyQueue,*chosePCB=readyQueue;
while
（1）
{
//选择优先级最高的进程
if（currentPCB->prinprin）
{
lastOfChosePCB=lastPCB;
chosePCB=currentPCB;
}
//判断就绪队列是否判断结束
if（currentPCB->next!
=NULL）
{
lastPCB=currentPCB;
currentPCB=currentPCB->next;
}else{
break;
}
}
chosePCB->state='1';//将优先级最高的进程状态标识为运行时
runningQueue=chosePCB;//将优先级最高的进程从就绪队列移入运行队列
//将优先级最高的进程从就绪队列中移出
if（readyQueue==chosePCB）
readyQueue=readyQueue->next;
else
lastOfChosePCB->next=chosePCB->next;
}
voiddisplayQueue（）
{
if（readyQueue!
=NULL）
{
PCBpcb=*readyQueue;
while
（1）
{
printf（"Process:
%sState:
%dprin:
%f\n",pcb.name,pcb.state,pcb.prin）;
if（pcb.next==NULL）
break;
else
pcb=*（pcb.next）;
}
}
if（runningQueue!
=NULL）
printf（"Process:
%sState:
%dprin:
%f\n",runningQueue->name,runningQueue->state,runningQueue->prin）;
}
voidrunPro（）
{
sleep（runningQueue->needtime）;
if（readyQueue!
=NULL）
{
PCB*pcb=readyQueue;
while
（1）
{
pcb->waittime=pcb->waittime+runningQueue->needtime;
if（pcb->next==NULL）
break;
else
pcb=pcb->next;
}
}
//将运行了需要时间的进程移入完成队列
if（finishedQueue==NULL）
{
finishedQueue=runningQueue;
finishedQueueTail=runningQueue;
finishedQueueTail->next=NULL;
}else{
finishedQueueTail->next=runningQueue;
finishedQueueTail=runningQueue;
}
//清理运行时队列
runningQueue->state='0';
runningQueue=NULL;
}
voidaddNewPro（）
{
charname[10];
charstop='y';
intneedtime,i=poolSize-1;
puts（"Doyouwanttoinputmoreprocess（yorn）:
"）;
scanf（"%s",&stop）;
while（stop=='y'）
{
//获取用户输入进程名
puts（"Pleaseinputtheprocessname:
"）;
scanf（"%s",name）;
strcpy（pcbPool[i].name,name）;
//获取用户输入进程需要时间
puts（"Pleaseinputtheneedoftime:
"）;
scanf（"%d",&needtime）;
pcbPool[i].needtime=needtime;
pcbPool[i].state='0';
pcbPool[i].next=NULL;
pcbPool[i].prin=0.0f;
pcbPool[i].waittime=0;
if（readyQueue==NULL）
{
readyQueue=&pcbPool[i];
readyQueueTail=&pcbPool[i];
}else{
readyQueueTail->next=&pcbPool[i];
readyQueueTail=&pcbPool[i];
}
if（i++>9）
break;
else
puts（"Doyouwanttoinputmoreprocess（yorn）:
"）;
scanf（"%s",&stop）;
}
poolSize=i+1;
}
程序运行截图如下：
任务2：
时间片轮转调度算法模拟
输入一批作业的进程标识和估计运行时间，由其PCB组成就绪队列。
时间片轮转调度，系统给就绪队列的第一个进程分配一个时间片，大小等于n（个时钟周期），再将它移入运行队列。
注意，时间片的大小要比大多数进程的估计运行时间短。
当时间片结束的时候，要将没有运行完的进程从运行队列移到就绪队列的末尾，再次进行调度。
在每次调度时将所有进程的当前情况显示出来。
程序框图如下：
程序源代码如下：
#include
#include
typedefstructnode
{
charname[10];//进程标识符
floatprin;//进程的优先级
intround;//进程轮转的时间片
intneedtime;//进程还需要当CPU时间
intwaittime;//进程进入系统后等待当CPU的时间
charstate;//进程当状态
structnode*next;//链接指针
}PCB;
PCB*readyQueue=NULL,*runningQueue=NULL,*finishedQueue=NULL,*finishedQueueTail=NULL,*readyQueueTail=NULL,pcbPool[10];
intpoolSize=0;
voidcreatePro（）;//根据进程标识和估计运行时间，将其PCB插入就绪队列
voidinsertRunningQueue（）;//将优先权最高当进程从就绪队列移入运行队列，状态改为运行
voiddisplayQueue（）;//将所有非结束进程的状态和优先权信息显示在屏幕
voidrunPro（）;//让运行进程执行足够的服务时间
intmain（intargc,charconst*argv[]）
{
createPro（）;
while（readyQueue!
=NULL）
{
insertRunningQueue（）;
displayQueue（）;
runPro（）;
puts（""）;
}
puts（"Bye"）;
return0;
}
voidcreatePro（）
{
charname[10];
charstop='y';
intneedtime,i=0;
while（stop=='y'）
{
//获取用户输入进程名
puts（"Pleaseinputtheprocessname:
"）;
scanf（"%s",name）;
strcpy（pcbPool[i].name,name）;
//获取用户输入进程需要时间
puts（"Pleaseinputtheneedoftime:
"）;
scanf（"%d",&needtime）;
pcbPool[i].needtime=needtime;
pcbPool[i].state='0';
pcbPool[i].next=NULL;
pcbPool[i].prin=0.0f;
pcbPool[i].round=1;
if（i==0）
{
readyQueue=&pcbPool[0];
readyQueueTail=&pcbPool[0];
}else{
readyQueueTail->next=&pcbPool[i];
readyQueueTail=&pcbPool[i];
}
if（i++>9）
break;
puts（"Doyouwanttoinputmoreprocess（yorn）:
"）;
scanf（"%s",&stop）;
}
poolSize=i+1;
}
voidinsertRunningQueue（）
{
runningQueue=readyQueue;
readyQueue=readyQueue->next;
runningQueue->state='1';
}
voiddisplayQueue（）
{
if（readyQueue!
=NULL）
{
PCBpcb=*readyQueue;
while
（1）
{
printf（"Process:
%sState:
%dNeedtime:
%d\n",pcb.name,pcb.state,pcb.needtime）;
if（pcb.next==NULL）
break;
else
pcb=*（pcb.next）;
}
}
if（runningQueue!
=NULL）
printf（"Process:
%sState:
%dNeedtime:
%d\n",runningQueue->name,runningQueue->state,runningQueue->needtime）;
}
voidrunPro（）
{
sleep（runningQueue->round）;//模拟执行进程
//更新运行队列
runningQueue->needtime=runningQueue->needtime-runningQueue->round;
runningQueue->state='0';
//将运行结束当进程移入完成队列
if（runningQueue->needtime<=0）
{
if（finishedQueue==NULL）
{
finishedQueue=runningQueue;
finishedQueueTail=runningQueue;
finishedQueueTail->next=NULL;
}else{
finishedQueueTail->next=runningQueue;
finishedQueueTail=runningQueue;
}
}else{
if（readyQueue==NULL）
{
readyQueue=runningQueue;
readyQueueTail=runningQueue;
}else{
readyQueueTail->next=runningQueue;
readyQueueTail=runningQueue;
}
}
readyQueueTail->next=NULL;
//清理运行时队列
runningQueue=NULL;
}
程序运行截图如下：
任务2：
FCFS调度算法模拟
按一定的顺序输入一批作业的进程标识和估计运行时间，由其PCB按照进程标识输入的顺序组成就绪队列。
当就绪队列非空、CPU空闲时，将就绪队列的第一个进程从就绪队列移入运行队列，状态改为运行。
以后个步骤类似于2。
程序框图如下：
程序源代码如下：
#include
#include
typedefstructnode
{
charname[10];//进程标识符
floatprin;//进程的优先级
intround;//进程轮转的时间片
intneedtime;//进程还需要当CPU时间
intwaittime;//进程进入系统后等待当CPU的时间
charstate;//进程当状态
structnode*next;//链接指针
}PCB;
PCB*readyQueue=NULL,*runningQueue=NULL,*finishedQueue=NULL,*finishedQueueTail=NULL,*readyQueueTail=NULL,pcbPool[10];
intpoolSize=0;
voidcreatePro（）;//根据进程标识和估计运行时间，将其PCB插入就绪队列
voidinsertRunningQueue（）;//将优先权最高当进程从就绪队列移入运行队列，状态改为运行
voiddisplayQueue（）;//将所有非结束进程的状态和优先权信息显示在屏幕
voidrunPro（）;//让运行进程执行足够的服务时间
voidaddNewPro（）;//提示可以输入新的进程
intmain（intargc,charconst*argv[]）
{
createPro（）;
while（readyQueue!
=NULL）
{
insertRunningQueue（）;
displayQueue（）;
runPro（）;
puts（""）;
addNewPro（）;
}
puts（"Bye"）;
return0;
}
voidcreatePro（）
{
charname[10];
charstop='y';
intneedtime,i=0;
while（stop=='y'）
{
//获取用户输入进程名
puts（"Pleaseinputtheprocessname:
"）;
scanf（"%s",name）;
strcpy（pcbPool[i].name,name）;
//获取用户输入进程需要时间
puts（"Pleaseinputtheneedoftime:
"）;
scanf（"%d",&needtime）;
pcbPool[i].needtime=needtime;
pcbPool[i].state='0';
pcbPool[i].next=NULL;
pcbPool[i].prin=0.0f;
pcbPool[i].waittime=0;
if（i==0）
{
readyQueue=&pcbPool[0];
readyQueueTail=&pcbPool[0];
}else{
readyQueueTail->next=&pcbPool[i];
readyQueueTail=&pcbPool[i];
}
if（i++>9）
break;
puts（"Doyouwanttoinputmoreprocess（yorn）:
"）;
scanf（"%s",&stop）;
}
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