操作系统实验5 进程调度模拟程序设计.docx
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操作系统实验5进程调度模拟程序设计
实验报告书
课程名：
《操作系统原理实验》
题目：
实验5进程调度模拟实验
实验类别：
【设计】
班级：
学号：
姓名：
一、实验内容
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）或者时间片轮转法。
每个进程有一个进程控制块（PCB）表示。
进程控制块可以包含如下信息：
进程名、优先数、到达时间、需要运行时间、已用CPU时间、进程状态等等。
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。
进程的运行时间以时间片为单位进行计算。
等待I/O的时间以时间片为单位进行计算，可随机产生，也可事先指定。
每个进程的状态可以是就绪R（Ready）、运行R（Run）、等待（Wait）或完成F（Finish）四种状态之一。
就绪进程获得CPU后都只能运行一个时间片。
用已占用CPU时间加1来表示。
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，也就是进程还需要继续运行，此时应将进程的优先数减1（即降低一级），然后把它插入就绪队列等待CPU。
每进行一次调度程序都打印一次运行进程、就绪队列、等待进程以及各个进程的PCB，以便进行检查。
重复以上过程，直到所要进程都完成为止。
用C或C++
二、实验目的与要求
在采用多道程序设计的设计中的系统中，往往有若干个进程同时处于就绪状态。
当就绪进程个数大于处理器数时，就必须依照某种策略来决定哪些进程优先占用处理器
本实验模拟在单处理器情况下的处理器调度，帮助学生加深了解处理器调度工作。
三、实验环境
Visual+C++6.0
四、实验步骤
1、实验准备知识
处理器调度总是选对首进程运行。
采用动态改变优先数的办法，进程每运行一次优先数就减“1”。
由于本次实验是模拟处理器调度，所以，对被选中的进程并不实际的启动运行，而是执行：
优先数—1
要求运行时间—1
来模拟进程的一次运行。
进程运行一次后，若要求运行时间≠0，则再将它加入队列（按优先数大小插入，且置队首标志）；若要求运行时间≠0，则把它的状态修改成“结束”，且结束队列。
若“就绪”状态的进程队列不为空，则重复上面的步骤，直到所有都成为“结束”状态。
2、实验任务分析流程图
3、源程序
#include
#include
#include
#defineP_NUM3//进程数
#defineP_TIME1//时间片长度
#defineMIN-9999
enumstate//进程状态
{
ready,//就绪
run,//执行
wait,//阻塞
finish//完成
};
classPcb
{
public:
staticvoidprint（）{};
~Pcb（）;
protected:
char*name;//进程名
intallTime;//需要运行时间
intcpuTime;//已用cpu时间
stateprocess;//进程状态
};
classHPcb:
publicPcb
{
public:
staticvoidprint（）;
staticvoidhighS（）;
staticintgetFirst（）;
private:
intfirstNum;
};
HPcbhpcb[P_NUM];
classFPcb:
publicPcb
{
public:
staticvoidprint（）;
staticvoidfcfs（）;
private:
intcomeTime;
};
FPcbfpcb[P_NUM];
intHPcb:
:
getFirst（）//得到优先级最高的进程
{
intk=0;
for（inti=1;iif（hpcb[k].firstNumk=i;
returnk;
}
voidHPcb:
:
highS（）//最高优先数优先的调度算法
{
intii,f,i=0;
for（;i{
char*ch;
ch=newchar[1];
cout<<"请输入第"<"<//cout<<"请输入第"<"<cin>>ch;
hpcb[i].name=newchar[strlen（ch）+1];
strcpy（hpcb[i].name,ch）;
cin>>hpcb[i].firstNum>>hpcb[i].allTime;
hpcb[i].cpuTime=0;
hpcb[i].process=ready;
}
do
{
f=getFirst（）;
hpcb[f].cpuTime+=P_TIME;
hpcb[f].firstNum--;
hpcb[f].process=run;
if（hpcb[f].cpuTime>=hpcb[f].allTime）//该进程执行完成
{
hpcb[f].firstNum=MIN;
hpcb[f].process=finish;
hpcb[f].cpuTime=hpcb[f].allTime;//防止所用时间超过总的时间
system（"cls"）;
print（）;
Sleep（1000）;
}
else
{
hpcb[f].firstNum++;//为了输出改变前的相关信息
system（"cls"）;
print（）;
Sleep（1000）;
hpcb[f].firstNum--;
hpcb[f].process=ready;
}
for（ii=0;iiif（hpcb[ii].firstNum!
=MIN）
break;
}while（iicout<<"所有进程已运行完成！
"<}
Pcb:
:
~Pcb（）
{
delete[]name;
}
voidHPcb:
:
print（）
{
cout<<"*********************************************************************"<cout<<"进程名"<<"\t"<<"还需运行时间\t"<<"已用CPU时间"<<"\t"<<"优先级"<<"\t"<<"状态"<for（inti=0;i{
Cout<switch（hpcb[i].process）
{
casewait:
cout<<"阻塞态"<caseready:
cout<<"就绪态"<caserun:
cout<<"运行态"<casefinish:
cout<<"完成态"<}
}
cout<<"---------------------------------------------------------------------"<cout<}
voidFPcb:
:
print（）
{
cout<<"*********************************************************************"<cout<<"进程名"<<"\t"<<"还需运行时间\t"<<"已用CPU时间"<<"\t"<<"状态"<for（inti=0;i{
cout<switch（fpcb[i].process）
{
casewait:
cout<<"阻塞态"<caseready:
cout<<"就绪态"<caserun:
cout<<"运行态"<casefinish:
cout<<"完成态"<}
}
cout<<"---------------------------------------------------------------------"<cout<}
intmain（）
{
cout<<"最高优先数优先的调度算法\n"<HPcb:
:
highS（）;
return0;
}
五、结果分析与实验体会
实验结果：
程序运行后，开始运行优先数最高的进程3，3由就绪态变为运行态，此时1，2处于就绪态，3的优先数-1；3继续运行1次，3的优先数变为1，此时，进程1和3处于就绪态，2处于运行态；以此类推。
直到所有进程运行结束。
实验体会：
通过本次实验了解了载用多道程序设计的设计中的系统中，有若干个进程同时处于就绪状态时，通过设定程序的优先数来解决程序的运行顺序。
进一步了解了在单处理器情况下的处理器调度，加深对处理器调度工作的认识。
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