操作系统进程调度算法模拟实验.docx
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操作系统进程调度算法模拟实验
进程调度算法模拟
专业:
XXXXX
学号:
XXXXX
姓名:
XXX
实验日期:
20XX年XX月XX日
一、实验目的
通过对进程调度算法的模拟加深对进程概念和进程调度算法的理解。
二、实验要求
编写程序实现对5个进程的调度模拟,要求至少采用两种不同的调度算法分别进行模拟调度。
三、实验方法内容
1.算法设计思路
将每个进程抽象成一个控制块PCB,PCB用一个结构体描述。
构建一个进程调度类。
将进程调度的各种算法分装在一个类中。
类中存在三个容器,一个保存正在或未进入就绪队列的进程,一个保存就绪的进程,另一个保存已完成的进程。
还有一个PCB实例。
主要保存正在运行的进程。
类中其他方法都是围绕这三个容器可以这个运行中的PCB展开。
主要用到的技术是STL中的vector以维护和保存进程容器、就绪容器、完成容器。
当程序启动时,用户可以选择不同的调度算法。
然后用户从控制台输入各个进程的信息,这些信息保存到进程容器中。
进程信息输入完毕后,就开始了进程调度,每调度一次判断就绪队列是否为空,若为空则系统时间加一个时间片。
判断进程容器中是否有新的进程可以加入就绪队列。
2.算法流程图
主程序的框架:
进程调度过程:
3.算法中用到的数据结构
structfcfs{//先来先服务算法从这里开始
charname[10];
floatarrivetime;
floatservicetime;
floatstarttime;
floatfinishtime;
floatzztime;
floatdqzztime;
};//定义一个结构体,里面包含的有一个进程相关的信息
4.主要的常量变量
vectorm_ProcessQueue;//进程输入队列
vectorm_WaitQueue;//进程就绪队列
vectorm_FinishQueue;//完成队列
vector:
:
iteratorm_iter;//迭代器
PCBm_runProcess;//运行中的进程
intm_ProcessCount;//进程数
floatm_RunTime;//运行时间
intm_tagIsRun;//是否在运行标志。
表示正在运行,表示没有
floatm_TimeSlice;//时间片大小
intm_TimeSliceCount;//指时间片轮转中一次分到的时间片个数
charm_SchedulerAlgorithm;//调度算法
5.主要模块
voidPCBInput();//输入进程信息
voidPCBSort();//对进程控制块按照优先级排序(采用冒泡排序)
voidProcessSelect();//若当前就绪队列不为空则根据选择的调度算法开始调度。
否则,系统时间加.以等待新的进程到来
voidPCBDisplay();//打印当前状况下。
就绪队列、完成队列、运行中的进程信息
voidProcessRun();//进程运行一次。
运行时间加个时间片。
并判断进程是否达到完成条件。
若是则ProcessStatus='f'.否则为'w';
voidProcessQueueProcess();//查看当前时间下,有无进程加入。
若有则把该进程调入就绪队列
voidProcessDispatch();//进程分派,进程执行完成后决定进程该进入哪个队列(就绪、完成)
voidTimePast(){m_RunTime+=m_TimeSlice;ProcessQueueProcess();}//当前系统时间加个时间片,并检查是否有新的进程加入
voidSchedulerStatistics();//调度统计,计算周转时间等
voidFCFS();//先来先服务
voidSJF();//最短进程优先调度
voidRR();//简单时间片轮转
voidPD();//最高优先数优先
四、实验代码
#include
#include
#include
usingnamespacestd;
structfcfs{//先来先服务算法从这里开始
charname[10];
floatarrivetime;
floatservicetime;
floatstarttime;
floatfinishtime;
floatzztime;
floatdqzztime;
};//定义一个结构体,里面包含的有一个进程相关的信息
fcfsa[100];
voidinput(fcfs*p,intN)
{
inti;
cout<printf("请您输入进程的名字到达时间服务时间:
(例如:
a0100)\n\n");
for(i=0;i<=N-1;i++)
{
printf("请您输入进程%d的信息:
\t",i+1);
scanf("\t\t\t%s%f%f",&p[i].name,&p[i].arrivetime,&p[i].servicetime);
}
}
voidPrint(fcfs*p,floatarrivetime,floatservicetime,floatstarttime,floatfinishtime,floatzztime,floatdqzztime,intN)
{
intk;
printf("\n\n调用先来先服务算法以后进程运行的顺序是:
");
printf("%s",p[0].name);
for(k=1;k{
printf("-->%s",p[k].name);
}
cout<printf("\n具体进程调度信息:
\n");
printf("\t进程名到达时间服务时间开始时间结束时间周转时间带权周转时间\n");
for(k=0;k<=N-1;k++)
{
printf("\t%s\t%-.2f\t%-.2f\t%-.2f\t%-.2f\t%-.2f\t%-.2f\n",p[k].name,p[k].arrivetime,
p[k].servicetime,p[k].starttime,p[k].finishtime,p[k].zztime,p[k].dqzztime);
}
getchar();//此处必须要有这个函数,否则就看不到显示器上面的输出,可以看到的结果只是一闪而过的一个框剪
}
voidsort(fcfs*p,intN)//排序
{
for(inti=0;i<=N-1;i++)
for(intj=0;j<=i;j++)
if(p[i].arrivetime
{
fcfstemp;
temp=p[i];
p[i]=p[j];
p[j]=temp;
}
}
voiddeal(fcfs*p,floatarrivetime,floatservicetime,floatstarttime,floatfinishtime,float&zztime,float&dqzztime,intN)//运行阶段
{
intk;
for(k=0;k<=N-1;k++)
{
if(k==0)
{
p[k].starttime=p[k].arrivetime;
p[k].finishtime=p[k].arrivetime+p[k].servicetime;}
else
{
p[k].starttime=p[k-1].finishtime;
p[k].finishtime=p[k-1].finishtime+p[k].servicetime;}
}
for(k=0;k<=N-1;k++)
{
p[k].zztime=p[k].finishtime-p[k].arrivetime;
p[k].dqzztime=p[k].zztime/p[k].servicetime;
}
}
voidFCFS(fcfs*p,intN)
{
floatarrivetime=0,servicetime=0,starttime=0,finishtime=0,zztime=0,dqzztime=0;
sort(p,N);
deal(p,arrivetime,servicetime,starttime,finishtime,zztime,dqzztime,N);
Print(p,arrivetime,servicetime,starttime,finishtime,zztime,dqzztime,N);
getchar();
}//先来先服务算法到此结束
structsjf{//最短进程优先调度算法从这里开始
charname[10];
floatarrivetime;//到达时间
floatservicetime;//运行时间
floatstarttime;//开始时间
floatfinishtime;//完成时间
};
sjfa1[100];
voidinput(sjf*p,intN1)//进程信息输入
{
inti;
cout<printf("请您输入进程的名字到达时间服务时间:
(例如:
a0100)\n");
for(i=0;i<=N1-1;i++)
{
printf("请您输入进程%d的信息:
\t",i+1);
scanf("\t\t\t%s%f%f",&p[i].name,&p[i].arrivetime,&p[i].servicetime);
}
}
voidPrint(sjf*p,floatarrivetime,floatservicetime,floatstarttime,floatfinishtime,intN1)//最终结果输出
{
intk;
printf("\n\t调用最短进程优先调度算法以后进程的调度顺序为:
");
printf("%s",p[0].name);
for(k=1;k{printf("-->%s",p[k].name);}
cout<printf("\n给个进程具体调度信息如下:
\n");
printf("\n\t进程名\t到达时间\t运行时间\t开始时间\t完成时间\n");
for(k=0;k<=N1-1;k++)
{
printf("\t%s\t%-.2f\t\t%-.2f\t\t%-.2f\t\t%-.2f\t\n",p[k].name,p[k].arrivetime,
p[k].servicetime,p[k].starttime,p[k].finishtime);
}
getchar();
}
voidsort(sjf*p,intN1)//排序
{
for(inti=0;i<=N1-1;i++)
for(intj=0;j<=i;j++)
if(p[i].arrivetime
{
sjftemp;
temp=p[i];
p[i]=p[j];
p[j]=temp;
}
}
voiddeal(sjf*p,floatarrivetime,floatservicetime,floatstarttime,floatfinishtime,intN1)//运行阶段
{intk;
for(k=0;k<=N1-1;k++)
{
if(k==0)
{
p[k].starttime=p[k].arrivetime;
p[k].finishtime=p[k].arrivetime+float(p[k].servicetime)/60;}
else
{
p[k].starttime=p[k-1].finishtime;
p[k].finishtime=p[k-1].finishtime+float(p[k].servicetime)/60;}
}
}
voidsjff(sjf*p,intN1)
{
floatarrivetime=0,servicetime=0,starttime=0,finishtime=0;
sort(p,N1);
for(intm=0;m{if(m==0)
p[m].finishtime=p[m].arrivetime+float(p[m].servicetime)/60;
else
p[m].finishtime=p[m-1].finishtime+float(p[m].servicetime)/60;
inti=0;
for(intn=m+1;n<=N1-1;n++)
{
if(p[n].arrivetime<=p[m].finishtime)
i++;
}
floatmin=p[m+1].servicetime;
intnext=m+1;
for(intk=m+1;k{
if(p[k+1].servicetime{min=p[k+1].servicetime;
next=k+1;}
}
sjftemp;
temp=p[m+1];
p[m+1]=p[next];
p[next]=temp;
}
deal(p,arrivetime,servicetime,starttime,finishtime,N1);
Print(p,arrivetime,servicetime,starttime,finishtime,N1);
getchar();
}//最短进程优先调度算法到这里结束
charmenu()//用来输出相关信息的函数
{
charcse1;
while
(1)
{
system("cls");
fflush(stdin);
cout<cout<cout<<"\t"<<"||<<<<<<<<<<<<欢<<<<<<<<<<<>>>>>>>>>>>>迎>>>>>>>>>>>||"<cout<<"\t"<<"||||"<cout<<"\t"<<"||"<<"\t进程调度算法模拟"<<"\t\t"<<"||"<cout<<"\t"<<"||||"<cout<<"\t"<<"||"<<"\t\t1.先来先服务调度算法"<<"\t\t"<<"||"<cout<<"\t"<<"||||"<cout<<"\t"<<"||"<<"\t\t2.最短进程优先调度算法"<<"\t\t"<<"||"<cout<<"\t"<<"||||"<cout<<"\t"<<"||<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<您>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>||"<cout<cout<cout<<"\t\t请输入您的选择(1/2):
";
cse1=getchar();
if(cse1<'1'||cse1>'2')
cout<<"你的输入有错!
"<else
break;
}
returncse1;
}
intmain(intargc,char*argv[])
{
while
(1)
{
switch(menu())
{
case'1':
intN;
cout<cout<printf("\t\t<<---!
!
!
@@@先来先服务调度算法@@@!
!
!
--->>\n");
cout<printf("输入进程数目:
");
scanf("%d",&N);
input(a,N);
FCFS(a,N);
case'2':
intN1;
cout<cout<printf("\t\t<<---!
!
!
@@@最短进程优先调度算法@@@!
!
!
--->>\n");
cout<printf("输入进程数目:
");
scanf("%d",&N1);
input(a1,N1);
sjf*b=a1;
sjf*c=a1;
sjff(b,N1);
getchar();
}
}
system("PAUSE");
returnEXIT_SUCCESS;
}
五、实验结果
1.执行结果
2.结果分析
先来先服务调度算法就是根据进程达到的时间为依据,哪一个进程先来那么该进程就会先执行;最短进程优先调度算法则是以每个进程执行所需时间长短为依据,某一个进程执行所需花的时间要短些那么该进程就先执行。
以上就是本次进程调度实验的依据。
6、实验总结
通过本次实验了解到算法很重要,又更加明白算法本身可以节约时间,而且不同的函数之间在调用的时候要注意很多的问题。