时间片轮转最高响应比优先调度算法.docx
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时间片轮转最高响应比优先调度算法
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