word完整版时间片轮转最高响应比优先调度算法剖析.docx
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word完整版时间片轮转最高响应比优先调度算法剖析
学号：
课程设计
题目
时间片轮转、最高响应比优先调度算法
学院
计算机科学与技术
专业
班级
姓名
指导教师
吴利军
2013
年
1
月
14
日
课程设计任务书
学生姓名：
指导教师：
吴利军工作单位：
计算机科学与技术学院
题目:
进程调度模拟设计——时间片轮转、最高响应比优先调度算法
初始条件：
1．预备内容：
阅读操作系统的处理机管理章节内容，对进程调度的功能以及进程调度算法有深入的理解。
2．实践准备：
掌握一种计算机高级语言的使用。
要求完成的主要任务:
（包括课程设计工作量及其技术要求，以及说明书撰写等具体要求）
1．模拟进程调度，能够处理以下的情形：
⑴能够选择不同的调度算法（要求中给出的调度算法）；
⑵能够输入进程的基本信息，如进程名、到达时间和运行时间等；
⑶根据选择的调度算法显示进程调度队列；
⑷根据选择的调度算法计算平均周转时间和平均带权周转时间。
2．设计报告内容应说明：
⑴需求分析；
⑵功能设计（数据结构及模块说明）；
⑶开发平台及源程序的主要部分；
⑷测试用例，运行结果与运行情况分析；
⑸我评价自与总结：
）你认为你完成的设计哪些地方做得比较好或比较出色；
）什么地方做得不太好，以后如何改正；
）从本设计得到的收获（在编写，调试，执行过程中的经验和教训）；
）完成本题是否有其他方法（如果有，简要说明该方法）；
）对实验题的评价和改进意见，请你推荐设计题目。
时间安排：
设计安排一周：
周1、周2：
完成程序分析及设计。
周2、周3：
完成程序调试及测试。
周4、周5：
验收、撰写课程设计报告。
（注意事项：
严禁抄袭，一旦发现，一律按0分记）
指导教师签名：
年月日
系主任（或责任教师）签名：
年月日
1.需求分析
1.1．模拟进程调度，能够处理以下的情形：
⑴能够选择不同的调度算法（要求中给出的调度算法）；
⑵能够输入进程的基本信息，如进程名、到达时间和运行时间等；
⑶根据选择的调度算法显示进程调度队列；
⑷根据选择的调度算法计算平均周转时间和平均带权周转时间。
1.2这个实验主要是进程调度模拟设计，进程调度有很多方法，这个课程设计要求我要使用时间片轮转和最高响应比两中算法，来实现对进程的模拟。
首先他要求能够用两种方法实现进程调度，我们需要首先输出一个选择程序，来选择一个调度算法，入数据来进行运算，这是我们首先要解决的问题。
其次，我们要接近输入数据的存放问题，毕竟我还需要数据来进行操作和调度。
我们要用结构体来存放一个进程的相关信息，例如：
进程名字，进程到达时间，进程的运行时间。
但是我们在出来进程的时候，还必须要按照一定的顺序来处理，所以我们必须要对结构体里存放的进程相关信息来进行排序。
只有经过处理过后，才能更容易的实现进程的调度，同时当不只一个进程的时候，我们还必须设置用多个地址单元来实验对输入的数据进行存储，多个输入就相当于的链表的插入处理，因此我们又必须要对链表之间的指针进行处理，这涉及到指针的跳转，我们必须要运用我们所学的知识进行。
我们还必须要对程序的输出进行处理，因为按照实验要求，我们必须显示进程调度队列；根据选择的调度算法计算平均周转时间和平均带权周转时间。
这要求我们要设计算法，将进程的调度顺序给输出，从输出就可以检查自己的设计是否是正确的，而响应比其实进程的等待时间加上执行时间，在除以执行时间，得到的结果就是响应比。
而最高响应比就是没当一个进程执行完成后，在这个时间比较各个时间各个进程的响应比，响应比最大的就会执行，而其他的进程则继续等待，一直循环做这个操作，这就是所谓的是最高响应比调度算法。
时间片轮转法就是将CPU的执行时间分成一个个大小相等的时间片，将这些时间片分别执行就绪队列中的进程，时间片用完的进程就会回答就绪队列的队尾，等待CPU的再次执行。
而周转时间则是完成时间减去提交时间，平均周转时间就是几个进程的周转时间的平均值。
而带权周转时间就是周转时间除以执行时间。
2.功能设计
2.1最高响应比的功能设计
2.1.1最高响应比的结构体
structzgxyb{
charname[10];
floatarrivetime;
floatservicetime;
floatstarttime;
floatfinishtime;
floatzztime;
floatdqzztime;
};
2.2.1时间片的结构体
typedefstructnode
{
datatypeNum,runtime;
charName[10];//定义成字符串
structnode*next;
}linknode;
3.开发平台及源程序的主要部分
3.1实验的开发平台
VisualC++6.0
3.2实验的主要代码
voidinput（zgxyb*p,intN）
{inti;
printf（"intputtheprocess'sname&arrivetime&servicetime:
\nforexmple:
a0100\n"）;
for（i=0;i<=N-1;i++）
{
printf（"inputthe%dthprocess'sinformation:
\n",i+1）;
scanf（"%s%f%f",&p[i].name,&p[i].arrivetime,&p[i].servicetime）;
}
}
voidPrint（zgxyb*p,floatarrivetime,floatservicetime,floatstarttime,floatfinishtime,floatzztime,floatdqzztime,intN）
{intk;
printf（"runorder:
"）;
printf（"%s",p[0].name）;
for（k=1;k{printf（"-->%s",p[k].name）;
}
printf（"\ntheprocess'sinformation:
\n"）;
printf（"\nname\tarrive\tservice\tstart\tfinish\tzz\tdqzz\n"）;
for（k=0;k<=N-1;k++）
{printf（"%s\t%-.2f\t%-.2f\t%-.2f\t%-.2f\t%-.2f\t%-.2f\t\n",p[k].name,p[k].arrivetime,p[k].servicetime,p[k].starttime,p[k].finishtime,p[k].zztime,p[k].dqzztime）;
}
}
//按到达时间排序
voidsort（zgxyb*p,intN）
{
for（inti=0;i<=N-1;i++）
for（intj=0;j<=i;j++）
if（p[i].arrivetime{
zgxybtemp;
temp=p[i];
p[i]=p[j];
p[j]=temp;
}
}
//yunxingjieduan
voiddeal（zgxyb*p,floatarrivetime,floatservicetime,floatstarttime,floatfinishtime,float&zztime,float&dqzztime,intN）
{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;
}
}
voidZGXYB（zgxyb*p,intN）
{
floatarrivetime=0,servicetime=0,starttime=0,finishtime=0,zztime=0,dqzztime=0;
sort（p,N）;
for（intm=0;m{
if（m==0）
p[m].finishtime=p[m].arrivetime+p[m].servicetime;
else
p[m].finishtime=p[m-1].finishtime+p[m].servicetime;
inti=0,n;
for（n=m+1;n<=N-1;n++）
{
if（p[n].arrivetime<=p[m].finishtime）
i++;
}
floatmax=（p[m].finishtime-p[m+1].arrivetime）/p[m+1].servicetime;//第m+1个的响应比
intfollow=m+1;
for（intk=m+1;k{
if（max<=（p[m].finishtime-p[k+1].arrivetime）/p[k+1].servicetime）
{
max=（p[m].finishtime-p[k+1].arrivetime）/p[k+1].servicetime;
follow=k+1;
}
}
zgxybtemp;
temp=p[m+1];
p[m+1]=p[follow];
p[follow]=temp;
}
deal（p,arrivetime,servicetime,starttime,finishtime,zztime,dqzztime,N）;
Print（p,arrivetime,servicetime,starttime,finishtime,zztime,dqzztime,N）;
}
linklistcreatlinklist（）
{
linklisthead,r,s;
intx,y;
charch[10];//因为要输的是字符串
head=r=（linklist）malloc（sizeof（linknode））;
printf（"\n请输入一组编号，作业名，运行时间，以结尾\n"）;
scanf（"%d%s%d",&x,&ch,&y）;
while（x）
{
inta=10;
s=（linklist）malloc（sizeof（linknode））;
s->Num=x;
s->runtime=y;
//strcpy（s->Name,ch）;//直接字符串复制
for（inti=0;i{
s->Name[i]=ch[i];
}
r->next=s;
r=s;
scanf（"%d%s%d",&x,&ch,&y）;
}
r->next=NULL;
returnhead;
}
/*输出带头结点的单链表*/
voidprint（linklisthead）
{
linklistp;
p=head->next;
printf（"Listis:
\n"）;
printf（"NumNameruntime\n"）;
while（p）
{
printf（"%d%5s%6d\n",p->Num,p->Name,p->runtime）;
p=p->next;
}
printf（"\n"）;
}
voidmain（）
{intG;
scanf（"%d",&G）;
if（G==1）{
linklisthead,pre,p,r;
intt,i;
head=creatlinklist（）;
print（head）;
printf（"请输入runtime:
"）;
scanf（"%d",&t）;
pre=head;
p=head->next;
while（p）
{
if（p->runtime>t）/*如果运行时间大于时间片*/
{
r=p->next;
p->runtime=p->runtime-t;/*将第一个进程的运行时间减去一个时间片的时间*/
while（r->next）/*将r指向链表的最后一个结点以便用尾插法将P结点插入到链表的最后*/
{
r=r->next;
}
pre->next=p->next;
p->next=NULL;
r->next=p;
p=head->next;
i=1;
while（p）/*将进程的序号重新从开始设置一遍*/
{
p->Num=i++;
p=p->next;
}
}
else
{
pre->next=p->next;/*如果进程运行时间小于时间片，就将第一个进程删除*/
free（p）;
p=head->next;
i=1;
while（p）/*因为删了一个进程就需要重新从开始设置一遍进程的排列序号*/
{
p->Num=i++;
p=p->next;
}
}
print（head）;/*打印进程列表*/
pre=head;
p=head->next;
}
}
else{intN;
printf（"------高响应比调度算法------\n"）;
printf（"inputtheprocess'snumber:
\n"）;
scanf（"%d",&N）;
input（a,N）;
zgxyb*c=a;
ZGXYB（c,N）;
}
}
4.运行结果与运行情况分析
程序的第一步选择最高响应比调度算法，输入进程输入3个，
进程名字
提交时间
运行时间
a
2
3
b
3
2
c
3
3
程序的验证：
第一个进程在2点提交，3个小时的执行时间，在2点没有别的进程，所以a先执行，5点执行完后，而在5点执行前，b，c都提交了，所以就要判断响应比，响应比是等待时间加上执行时间，除以执行时间，所以b的响应比是2，c的响应比是5/3,所以b的响应比高，b先执行，最后是c执行，周转时间是完成时间减去提交时间，而带权周转时间是周转时间除以执行时间。
经检验，平均周转时间4.67，平均带权周转时间是1.67.，经检验，结果是正确的。
如果是时间片轮转则运行结果为：
5.我评价自与总结
5.1程序好的方面
本次实验的输入与输出基本满足实验所要求的，最高响应比的调度算法的输出结果采用表格的形式的输出，比较清晰，容易看懂，通过输出结果能够清晰的看出结果的正确与否。
输入与输出比较明确，不会出现多种意思。
结构比较清晰，不会到处跳转，容易理解。
指令之间的跳转不会让人难以理解。
最高响应比中进程分为两个状态，等待状态和完成状态，当程序完成时候状态变成完成状态，每次执行只会执行等待状态的进程，不会执行完成状态的进程。
结果中还有调度顺序，
5.2从本设计得到的收获
从本次实验中，我学到了较多东西，首先是结构体的定义和调用，这次实验首先遇到的问题结构体的定义和调用，之后还涉及到指针的跳转，链表的插入与删除，因此指针的跳转是必须要飞行清楚明白的，否则就会出现各种错误，最终将需要修改，而且还必须学会子函数的使用，必须实验各种子函数来实现不同的功能，综合起来才能实现实验所要求的功能。
同时函数的头文件也必须要包含多个东西，来适应我们的要求，同时我们还必须根据要求使用多个全局变量，来实现我们的各种要求。
5.4其他方法
对与最高响应比的想法：
前提设定：
参数进程队列按顺序排好。
设置一个系统时间变量，记录当前系统时间
调度算法思路：
1.系统时间取得第一个进程的提交时间，并执行第一个进程；
2.当某进程执行完成时，系统时间加上该完成进程的运行时间
，并删除该节点，若第一个节点的提交时间就比当前系统时间大
或等于，此情况下，需要修改系统时间，且此时第一个进程就是
下一个该调度的进程，否侧，在从头结点开始扫描进程队列，直
到某进程提交时间大于等于当前系统时间，先假设第一个的响应
比最高，标志指针指向第一个节点，扫描过程中，记录当前扫描
到的进程的响应比，若比记录值大，则修改记录值和标志指针。
扫描完成后，执行标志指针指向的进程，反复执行2，直至没有进
程了
对于输入，输出的界面也有必要改进一下，是他跟具有整齐性，不会出现凌乱的情况，在具体细节上要更加注意，要用更少的代码实现更多的功能，占用更少的空间，总之要精益求精。
5.5是题目的评价和建议
这次的实验，让我对调度算法有了更加深刻的了解，对应编程序也有了更加深刻的理解，编程序不是一件容易的事情，需要很多的时间来实现和修改，而且实践对于计算机的学习是很重要的，本次的题目跟我们所学有关联性较大，对我们学习很有用，题目基本上将我们平时所学习的东西都用到了，虽然每个人侧重点不一样，但是都是对能力的考验，是需要很多努力才能实现的，难度都是有的，关键靠个人的努力，努力才是最关键的，我认为本次的实验题目不错，不会出现难度相差较大的情况，主要靠的是努力和认真程度，而不是考的是题目，不会出现遇到题目很简单的，而不会考验到能力问题，这对每个人都是公平的，认真做就会得到较好的成绩。
我认为实验的题目是比较合理的，没必要进行大的改动，可以从细节上进行改进，希望不会出现超出学生能里太多的情况，课程设计主要是要学生动手做，做的好不好是能力问题，主要注重态度问题，认真做了就行了。
本科生课程设计成绩评定表
序号
评分项目
满分
实得分
1
学习态度认真、遵守纪律
10
2
设计分析合理性
10
3
设计方案正确性、可行性、创造性
20
4
设计结果正确性
40
5
设计报告的规范性
10
6
设计验收
10
总得分/等级
评语：
注：
最终成绩以五级分制记。
优（90-100分）、良（80-89分）、中（70-79分）、
及格（60-69分）、60分以下为不及格
指导教师签名：
2013年 月 日
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