进程控制与处理机调度实验报告.docx
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进程控制与处理机调度实验报告
河南科技大学
实验报告
课程名称计算机操作系统
题目进程控制与处理机调度综合实验
院系国际教育学院
班级
学号________________
学生姓名
指导教师邱涌
日期2013年4月
实验一进程控制与处理机调度综合实验
一、实验目的
通过模拟进程控制方法及单处理机系统的进程调度，了解进程的结构，进程的创建与撤消，进程的组织及进程的状态及其转换，掌握进程调度策略。
二、实验内容
本实验为单机模拟进程调度算法，在程序设计时不需真正地建立线程或者进程。
实验模拟创建若干进程（人为输入或随机数产生），选择一种或几种单处理机的进程调度算法，如FCFS（先来先服务），SPF（短进程优先），RR（时间片轮转法），优先级算法等，模拟进行进程调度。
每进行一次调度，都打印一次运行进程、就绪队列、以及各个进程的PCB，并能在进程完成后及时撤消该进程。
三、算法描述
1进程及进程的运行状态
进程是现代计算机中的基本要素，是系统分配资源和调度的基本单位。
进程与程序不同，进程是系统中动态的实体，有它的创建、运行和撤销的过程。
PCB块是系统感知进程存在的唯一实体。
进程的创建必须首先创建进程的PCB块，而进程的运行也伴随着PCB块的变化，进城撤销也要同时撤销它的PCB块。
所以本实验的任务就是通过模拟调度进程的PCB块来调度进程。
进程的PCB块包含以下四方面的内容：
a）进程标示符
b）处理及状态信息
c）进程调度信息
d）进程控制信息
进程在运行中存在三种基本状态，分别是运行状态、就绪状态和阻塞状态。
2进程调度
一个运行进程的时间片用完或发生阻塞时，系统就会选择一个就绪进程调度执行。
进程的调度算法有很多如FCFS、SPF、优先级调度和时间片轮转方法。
进程调度算法模拟试验就是通过调度进程的PCB块来模拟调度进程。
在系统中PCB块就表现为一个结构体，PCB块之间的连接方式存在两种，一种是连接方式，一种是索引方式。
本试验中可选择任意一种连接方式。
3例程
设计一个有N个进程共行的进程调度程序。
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）。
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。
每个进程的状态可以是就绪W（Wait）、运行R（Run）、或完成F（Finish）三种状态之一。
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、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。
调度算法的流程图如下：
图1-1流程图
四、参考程序
#include"stdio.h"
#include
#include
#definegetpch（type）（type*）malloc（sizeof（type））
#defineNULL0
structpcb
{/*定义进程控制块PCB*/
charname[10];
charstate;
intsuper;
intntime;
intrtime;
structpcb*link;
}*ready=NULL,*p;
typedefstructpcbPCB;
voidsort（）/*建立对进程进行优先级排列函数*/
{
PCB*first,*second;
intinsert=0;
if（（ready==NULL）||（（p->super）>（ready->super）））/*优先级最大者,插入队首*/
{
p->link=ready;ready=p;
}
else/*进程比较优先级,插入适当的位置中*/
{
first=ready;second=first->link;
while（second!
=NULL）
{
if（（p->super）>（second->super））/*若插入进程比当前进程优先数大,*/
{/*插入到当前进程前面*/
p->link=second;
first->link=p;
second=NULL;
insert=1;}
else/*插入进程优先数最低,则插入到队尾*/
{
first=first->link;second=second->link;
}
}
if（insert==0）
first->link=p;
}
}
voidinput（）/*建立进程控制块函数*/
{
inti,num;
printf（"\n请输入进程数量:
"）;
scanf（"%d",&num）;
for（i=0;i{
printf（"\n进程号No.%d:
\n",i）;
p=getpch（PCB）;
printf（"\n输入进程名:
"）;
scanf（"%s",p->name）;
printf（"\n输入进程优先数:
"）;
scanf（"%d",&p->super）;
printf（"\n输入进程运行时间:
"）;
scanf（"%d",&p->ntime）;
printf（"\n"）;
p->rtime=0;p->state='w';
p->link=NULL;
sort（）;/*调用sort函数*/
}
}
intspace（）
{
intl=0;PCB*pr=ready;
while（pr!
=NULL）
{
l++;
pr=pr->link;
}
return（l）;
}
voidshow（）
{printf（"\nqname\tstate\tsuper\tndtime\truntime\n"）;
}
voiddisp（PCB*pr）/*建立进程显示函数,用于显示当前进程*/
{printf（"%s\t",pr->name）;
printf（"%c\t",pr->state）;
printf（"%d\t",pr->super）;
printf（"%d\t",pr->ntime）;
printf（"%d\t",pr->rtime）;
printf（"\n"）;
}
voidcheck（）/*建立进程查看函数*/
{PCB*pr;
printf（"\n****当前正在运行的进程是:
%s",p->name）;/*显示当前运行进程*/
show（）;
disp（p）;
pr=ready;
if（pr==NULL）
printf（"\n****当前就绪队列为空!
"）;
else
{printf（"\n****当前就绪队列状态为:
"）;/*显示就绪队列状态*/
show（）;
while（pr!
=NULL）
{
disp（pr）;
pr=pr->link;
}
}
}
voiddestroy（）/*建立进程撤消函数（进程运行结束,撤消进程）*/
{
printf（"\n进程[%s]已完成.\n",p->name）;
free（p）;
}
voidrunning（）/*建立进程就绪函数（进程运行时间到,置就绪状态*/
{
（p->rtime）++;
if（p->rtime==p->ntime）
destroy（）;/*调用destroy函数*/
else
{
（p->super）--;
p->state='w';
sort（）;/*调用sort函数*/
}
}
voidmain（）/*主函数*/
{
intlen,h=0;
charch;
input（）;
len=space（）;
while（（len!
=0）&&（ready!
=NULL））
{
ch=getchar（）;
h++;
printf（"\n当前运行次数为:
%d\n",h）;
p=ready;
ready=p->link;
p->link=NULL;
p->state='R';
check（）;
running（）;
printf（"\n按任一键继续......"）;
ch=getchar（）;
}
printf（"\n\n进程已经完成.\n"）;
ch=getchar（）;
}
完成上述实验示例程序，按照优先级算法补充出sort（）子程序的内容。
若修改优先数时增加下列原则：
进程等待的时间超过某一时限时增加其优先数，参考上述例程，写出程序。
输入数据及运行结果如下：
五．出现的问题及对问题的解决办法
问题1：
当插入的进程优先级大于当前的进程优先级的时候，插入的进程应该放到什么位置？
解决方法：
通过指针的指向变换，把插入进程放置在当前进程前面。
问题2：
运行的截图：
当插入的进程优先级大最低时，插入的进程应该放到什么位置？
解决方法：
通过指针的指向变换，把插入进程放置在所有进程最后面。
六、实验思考
通过本次实验，了解了进程的结构，进程的创建、撤销，掌握了进程调度策略处理机调度的理解，我更加深刻的认识到调度进程的pcb块来调度进程的过程，以及按照优先权进行排序的算法实现。
对操作系统有了进一步的认识，后面会更加努力学习，掌握这门学科。
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