操作系统实验指导4.docx

1、操作系统实验指导4实验四 带优先级的时间片轮换的进程调度算法的实现实验学时：2实验类型：设计实验要求：必修一、实验目的（1）掌握进程状态转换过程（2）掌握时间片轮转的进程调度算法；（3）掌握带优先级的进程调度算法；二、实验内容（1）自定义PCB的数据结构；（2）使用带优先级的时间片轮转法调度进程，每运行一个时间片，优先级减1。（3）命令集A）create 随机创建进程，进程的优先级与所需要的时间片随机决定；B）round 执行1次时间片轮转操作，其方法为运行高优先级队列的第1个，再降低其优先级，插入到相应的队列中。C）ps 查看当前进程状态D）sleep 命令将进程阻塞E）awake 命令唤醒

2、1个被阻塞的进程F）kill 命令删除进程G）quit命令退出（4）选用面向对象的编程方法。三、实验原理或算法本实验结合了进程状态转换、优先级调度、时间片轮转调度三方面的内容，根据进程状态转换图，设置SLEEP命令，将1个进程阻塞，AWAKE命令唤醒1个被阻塞的进程（从阻塞状态到就绪状态）。1) 优先级优先级体现了进程的重要程度或紧迫程度，在大多数现代操作系统中，都采用了优先级调度策略。在本实验中按数值大小决定优先级，数值大的优先级高（如 0-2）。2) 基于时间片调度将所有的就绪进程按照先来先服务的原则，排成一个队列，每次调度时，将 cpu 分配给队首进程，并令其执行一个时间片。当时间片用完

3、时，由一个计时器发出时钟中断请求，调度程序把此进程终止，并放到其他队列的队尾。在该实验中，时间片以 QUANTUM=2为单位进行模拟。在调度过程中，需要循环模拟进程的执行时间，当该进程执行时间时间片大小时，进行调度。3) 高优先级调度优先级高的进程优先得到 cpu，等该进程执行完毕后，另外的进程才能执行。4) 基于时间片的高优先级调度在调度算法中，只有处于就绪状态的进程才能被调度，调度算法结合了优先级调度和时间片轮转调度算法，约定：从最高优先级队列取第1个就绪状态的进程进行调度，时间片到后降低其优先级（减半），然后插入到低优先级队列的尾部，每次调度后，显示进程的状态。四、程序清单#includ

4、e #include #include /#include #include /定义进程数#define LEN 10/定义最高优先级#define MAXPIOR 3/ 定义时间片#define QUANTUM 2#define PCB sizeof(struct pcb)struct pcb /PCBint ident;/标识符 int state;/状态 0-就绪，1运行，2堵塞 int pior;/优先级,MAXPIOR为最高优先级*/ int life;/生命期*/ struct pcb *next;/*指针*/ *arrayMAXPIOR;/ 定义优先级队列static int i

5、dlistLEN;/*标识符表，标识进程是否被创建，0为未创建*/int life=0;/*总生命期初始化为0*/char str20;char command710;void init();int create();void kill(int x);void process();void round();void ps();/初始化命令void init() int i=0; for (i=0;iMAXPIOR;i+) arrayi=NULL; sprintf(command0,quit); sprintf(command1,ps); sprintf(command2,create); sp

6、rintf(command3,kill); sprintf(command4,round); sprintf(command5,sleep); sprintf(command6,awake);/创建进程int create() int i=0,pior=0; struct pcb *p,*q,*s; while (idlisti!=0&iident=i; s-state=0; s-pior=pior; s-life=1+rand()%20;/进程有生命期假设为120 s-next=NULL; life=life+(s-life); p=arraypior;/建立同优先级队列（链表） if (p

7、=NULL) arraypior=s; else while(p!=NULL) q=p; p=p-next; q-next=s; printf(success create process id=%d, current process state disp below:n,s-ident); ps(); /printf(end displayn); return 1;/显示每个优先级队列中的所有进程信息void ps()int i=0; struct pcb *p; for (i=0;iident,p-state,p-pior,p-life); p=p-next; /阻塞进程void slee

8、p(int x)/寻找X所在指针，提示：参考kill(int x)函数/如果找不到，输出错误信息，如果找到，修改p-state的状态/显示每个优先级队列中的所有进程信息int i=0,test=0; struct pcb *p=NULL,*q=NULL; while(test=0&i!=MAXPIOR)/ p=arrayi; if (i!=MAXPIOR & p=NULL) i+;continue; while(p!=NULL) if (p-ident=x) test=1;break; else q=p;p=p-next; if (test=0) i+; /*寻找X所在指针*/ if(i=MA

9、XPIOR) printf(Invaild process number); else if(p-state=2) printf(the process %d has blocked,cannot sleep again,p-ident); else p-state=2; ps();void awake(int x)/代码同sleep(int x)函数/寻找X所在指针，提示：参考kill(int x)函数/如果找不到，输出错误信息，如果找到，修改p-state的状态/显示每个优先级队列中的所有进程信息int i=0,test=0; struct pcb *p=NULL,*q=NULL; whi

10、le(test=0&i!=MAXPIOR)/ p=arrayi; if (i!=MAXPIOR & p=NULL) i+;continue; while(p!=NULL) if (p-ident=x) test=1;break; else q=p;p=p-next; if (test=0) i+; /*寻找X所在指针*/ if(i=MAXPIOR) printf(Invaild process number); else if(p-state=0) printf(the process %d has blocked,cannot awake again,p-ident); else p-sta

11、te=0; ps();void kill(int x)int i=0,test=0; struct pcb *p=NULL,*q=NULL; while(test=0&i!=MAXPIOR)/ p=arrayi; if (i!=MAXPIOR & p=NULL) i+;continue; while(p!=NULL) if (p-ident=x) test=1;break; else q=p;p=p-next; if (test=0) i+; /*寻找X所在指针*/ if (i=MAXPIOR) /找不到X所在指针 printf(Invaild process number.); else /

12、找到X所在指针，则将其从优先级队列中删除 if (p=arrayi) arrayi=arrayi-next; idlistx=0; free(p); else q-next=p-next; idlistx=0; life=life-(p-life); free(p); /对输入命令的处理void process()int i=0,ii=0; for (i=0;i=0&arrayi=NULL) i=i-; if(istate!=0) pr=r; r=r-next; i-; while(r=NULL); printf(the one in the highest piror process wil

13、l execute 1 quantum.); r-state=1; printf(process id=%d is running,r-ident); /从高优先队列开始，队列中寻找一个就绪进程以调度它，让其执行一个时间片 /执行过程: /首先让进程处于运行状态，并给出“第x个进程正在运行”的提示信息 /其次，用下面用循环模拟延时，自己也可以采用其他方法 for (int k=1;k600000;k+) for(int k1=1;k1pior = (r-pior)/2; r-state=0; if(r-life-QUANTUM0) r-life=r-life-QUANTUM; life=lif

14、e-QUANTUM; else life=life-r-life; r-life=0; if(r-life=0) printf(the process %d has success run and release it,r-ident); kill(r-ident); else if(pr=r) arrayi+1=r-next; else pr-next=r-next; t=r-pior; pp=arrayt; qq=NULL; while(pp!=NULL) qq=pp; pp=pp-next; if(qq=NULL) arrayt=r; else qq-next=r; r-next!=NU

15、LL; printf(after.); ps(); printf(n 1 quantum seccessful run!n);/运行结束，并给出“第x个进程运行结束”的提示信息/将进程优先级减半/让进程处于就绪状态/将进程的生命期减少，此时需要判断，如果该进程当前生命期QUANTUM,/则直接减去一个时间周期QUANTUM，否则,直接将进程当前生命期减为0/进程的生命期为0，说明进程运行完成，KILL它，/否则，将该进程结点从原队列中删除，并将其加入到相应低优先级队列中的最后/调用ps()输出运行一个周期后，所有优先级队列中的所有进程信息/输出信息，提示一个周期成功运行/*int main()

16、init(); printf(Welcome to the Process Scheduling system. This program simulate the Round-Robin with piror Scheduling alogrithm. n); printf(c:); scanf(%s,str); process(); while (strcmp(str,quit)!=0) printf(nc:); scanf(%s,str); process(); 五、实习报告要求：1. 代码补充： 请利用提供的代码框架补充代码，完成sleep，awake和round函数。补充代码如上！2.思考题：读懂程序并画出您所用的数据结构简图；至少包含：连续创建进程05的过程中，得到的按优先级存放的结构；3. 对不同的执行结果进行截图，并对截图进行说明，截图至少要包含创建后的初始状态，阻塞部分进程后的状态，再唤醒部分进程后的状态，删除部分进程后的状态，运行1个时间周期、3个时间周期和个5时间周期的各优先级队列的进程状态截图；4. 给出round和sleep，awake函数的代码，本次实习不用单独交代码。补充代码如上！六实验总结本次代码结合老师给的示例以及和同学交流之后完成，通过这次实验我学到了很多。对于时间片轮转有了更深的认识！