C语言模拟进程管理.docx

1、C语言模拟进程管理操作系统课程设计报告一 需求分析在多道处理程序运行环境下，进程数目一般多于处理机数目，使得进程要通过竞争来使用处理机。这就要求系统能按照某种算法，动态地把处理机分配给就绪队列中的一个进程，使之运行，分配处理机的任务是由金城调度程序完成的。一个进程被创建后，系统为了便于对进程进行管理，将系统中的所有进程按照其状态，将其组成不同的进程队列。于是系统中有运行进程队列、就绪队列和各种事件的进程等待队列。进程调度的功能就是从就绪队列中挑选一个进程到处理机上运行。进程调度的算法有多种，常用的有优先级调度算法、先来先服务算法、时间片轮转算法。二 概要设计最高优先级优先调度算法动态优先数是指

2、在进程创建时先确定一个初始优先数， 以后在进程运行中随着进程特性的改变不断修改优先数，这样，由于开始优先数很低而得不到CPU的进程，就能因为等待时间的增长而优先数变为最高而得到CPU运行。例如：在进程获得一次CPU后就将其优先数减少3。或者，进程等待的时间超过某一时限时增加其优先数的值，等等。简单轮转法调度算法 所有就绪进程按 FCFS排成一个队列，总是把处理机分配给队首的进程，各进程占用CPU的时间片相同。即将CPU的处理时间划分成一个个相同的时间片，就绪队列的诸进程轮流运行一个时间片。当一个时间片结束时，如果运行进程用完它的时间片后还未完成，就强迫运行机制进程让出CPU，就把它送回到就绪队

3、列的末尾，等待下一次调度。同时，进程调度又去选择就绪队列中的队首进程，分配给它一时间片，以投入运行。直至所有的进程运行完毕。短作业优先调度算法 所有就绪进程按所需时间由少到多排成一个队列，依次运行队列中的进程，并列表显示出来，每个进程的开始运行时间减去进入内存时间就是该进程的等待时间，每个进程的结束运行时间减去进入内存时间就是该进程的周转时间，每个进程的周转时间除于服务时间就是带权周转时间。三 详细设计一优先权调度算法：1、用户可以自行输入进程的数量，每一个进程由进程控制块（ PCB）表示，各种队列均采用链表数据结构。2、 进程控制块包含如下信息：进程号、cpu时间、所需要时间、优先数、状态

4、等等。3、 在每次运行程序时都要输入“进程数量”、“进程名称及占用时间”。4、 按照优先数的高低进行排列5、 处理机调度队首元素运行。采用动态优先数办法，进程每运行一次优先数减“3”，同时将已运行时间加“1”。6、 进程运行一次后，若要求运行时间不等于已运行时间，则再将它加入就绪队列；否则将其状态置为“F”,且退出就绪队列。7、 “R”状态的进程队列不为空，则重复上面步骤，直到所有进程都成为“F”状态。流程图: 图.最高优先级优先调度算法流程图主要代码：void priority(char algo) PCB q; prt1(algo); for(int i = 0; i0) q.needti

5、me-; if(q.needtime = 0) q.state = 3; if(q.state!=3) q.prio-=3; pp.push(q); while(!pq.empty() q = pq.top(); pq.pop(); if(q.needtime = 0) q.state = 3; prt2(algo , q);prt1(algo); pp.push(q); pq = pp; pp = pqempty; printf(*n); printf( 输出结束n); getchar();二时间片轮转算法：1、 用户可以自行输入进程的数量，每一个进程由进程控制块（ PCB）表示，各种队列均

6、采用链表数据结构。2、 按照进程输入的先后顺序排成一个队列。再设一个队首指针指向第一个到达进程的首址。3、 执行处理机调度时，开始选择队首的第一个进程运行。另外，再设一个当前运行进程的指针，指向当前正在运行的进程。4、 考虑到代码的可重用性, 轮转法调度程序和最高优先级优先调度是调用同一个模快进行输出5、 在规定的时间片内进程是根据先来先服务的方式配列的，每个进程只运行时间片大小的时间然后转到下一个进程运行。直到所有进程运行完为止。流程图图. 简单轮转法调度算法流程图主要代码：void Roundrun(int timeSlice) while(run != NULL) run-cputime

7、 = run-cputime + timeSlice; run-needtime = run-needtime - timeSlice; run-round+=timeSlice; run-count+; if(run-needtime needtime = 0; run-next = finish; finish = run; if(run != tail) tail-next = ready; else ready = NULL; run-state = F; run = NULL; if(ready != NULL) firstin(); else if(ready != NULL) r

8、un-state = W; tail = run; run = ready; /就绪队列的头指针赋值给运行 run - state = R; /进程状态变为等待状态 ready = ready - next; /就绪队列头指针移到下一个进程 prt(r);三短作业优先调度算法1,用户可以自行输入进程的数量，每一个进程由进程控制块（ PCB）表示，各种队列均采用链表数据结构。2，按照进程服务时间由少到多顺序排成一个队列。再按顺序依次执行。主要代码：void short_timefirst(char algo) PC q; int t; prt3(); for(int j = 0; j N ; j

9、+) pj.state = R; for(int i=0;iN;i+) if(p1i.state = W) p1i.waittime=Tim; if(strcmp(pj.name,p1i.name)=0) p1i.state = R; prit(i); p1i.state = F; p1i.cputime=p1i.needtime; p1i.needtime=0; elseprit(i); pj.state = F; pj.cputime=pj.needtime; pj.needtime=0; pj.waittime=Tim; Tim+=pj.cputime; printf(*n); for(

10、int i=0;iN;i+) prit(i); printf(*n); printf( 输出结束n); getchar();四 调试分析、测试结果一进入系统显示欢迎界面二如果选择P进行优先数算法则提示输入进程数：三输入进程号和运行时间：四输出优先数算法信息：五可以继续选择R进行时间片轮转算法，并输入时间片大小：六输出时间片轮转算法信息：附录#include#include#include#includeusing namespace std;typedef struct node char name10; int prio; int round; int needtime; int cputi

11、me; int count; int state; struct node *next; bool operator (const node& o)const if(state = o.state) return prio o.state; PCB;priority_queue pq,pqempty,pp,qq;PCB *finish,*ready,*tail,*run;int N , Num;typedef struct nod char name10; int needtime; int cputime; int waittime; int state; struct node *next

12、;PC;PC p10;PC p110;int Tim=0;void firstin() run=ready; run-state=R; ready=ready-next;void prt1(char a) if(a=P) printf(* 进程号 cpu时间 所需要时间 优先数 状态 *n); else printf(* 进程号 cpu时间 所需时间 记数 时间片 状态 *n); void prt2(char a,PCB q) if(a=P) printf(* %-10s %-10d %-10d %-10d %-10d *n,q.name,q.cputime,q.needtime+Tim,q.

13、prio,q.state); else printf(* %-10s %-10d %-10d %-10d %-10d %-10c *n,q.name,q.cputime,q.needtime+Tim,q.count,q.round,q.state);void prt22(char a,PCB *q) printf(* %-10s %-10d %-10d %-10d %-10d %-10c*n,q-name,q-cputime,q-needtime,q-count,q-round,q-state);void prt(char algo) PCB *q; prt1(algo); if(run!=N

14、ULL) prt22(algo,run); q=ready; while(q!=NULL&q!=run) prt22(algo,q); if(q-next = run) break; else q = q-next; q=finish; while(q!=NULL) prt22(algo,q); q=q-next; getchar();void priority(char algo) PCB q; prt1(algo); for(int i = 0; i0) q.needtime-; if(q.needtime = 0) q.state = 3; if(q.state!=3) q.prio-=

15、3; pp.push(q); while(!pq.empty() q = pq.top(); pq.pop(); if(q.needtime = 0) q.state = 3; prt2(algo , q);prt1(algo); pp.push(q); pq = pp; pp = pqempty; printf(*n); printf( 输出结束n); getchar();void create1(char algo) PCB p; int i,time; char na10; ready=NULL; finish=NULL; run=NULL; printf( 输入进程号和运行时间：n);

16、 printf( ); for(i=1;inext =q; tail=tail-next;void create2(char algo) PCB *p; int i,time; char na10; ready=NULL; finish=NULL; run=NULL; printf( 输入进程号和运行时间：nn); printf( ); for(i=1;iname,na); p-cputime=0; p-needtime=time; p-state=W; p-round =0; p-count =0; if(ready!=NULL) insert2(p); else p-next=ready;

17、 ready=p; tail=ready; printf( 时间片轮转法输出信息:n); printf(*n); run=ready; ready=ready-next; tail-next =run; run-state=R; prt(algo);void Roundrun(int timeSlice) while(run != NULL) run-cputime = run-cputime + timeSlice; run-needtime = run-needtime - timeSlice; run-round+=timeSlice; run-count+; if(run-needti

18、me needtime = 0; run-next = finish; finish = run; if(run != tail) tail-next = ready; else ready = NULL; run-state = F; run = NULL; if(ready != NULL) firstin(); else if(ready != NULL) run-state = W; tail = run; run = ready; run - state = R; ready = ready - next; prt(r); printf( 输出结束n); printf(*n); in

19、t cmp(const void *a,const void *b) return (struct nod*)a)-needtime - (struct nod*)b)-needtime;void create3(char algo) int i,time; char na10; printf( 输入进程号和运行时间：n); printf( ); for(i=0;iN;i+) scanf(%s,na); scanf(%d,&time); if(i!=N) printf( ); strcpy(pi.name,na); pi.cputime=0; pi.needtime=time; pi.wait

20、time=0; pi.state=W; p1i=pi; qsort(p,N,sizeof(p0),cmp); printf(短作业优先算法输出信息:n); printf(*n);void prt3() printf(* 进程号 cpu时间 所需要时间 已等待时间 状态 *n); void prit(int i) PC q=p1i; printf(* %-10s %-10d %-10d %-10d %-10c *n,q.name,q.cputime,q.needtime,q.waittime,q.state);void short_timefirst(char algo) PC q; int t

21、; prt3(); for(int j = 0; j N ; j+) pj.state = R; for(int i=0;iN;i+) if(p1i.state = W) p1i.waittime=Tim; if(strcmp(pj.name,p1i.name)=0) p1i.state = R; prit(i); p1i.state = F; p1i.cputime=p1i.needtime; p1i.needtime=0; elseprit(i); pj.state = F; pj.cputime=pj.needtime; pj.needtime=0; pj.waittime=Tim; T

22、im+=pj.cputime; printf(*n); for(int i=0;iN;i+) prit(i); printf(*n); printf( 输出结束n); getchar();int main() int timeSlice; char algo; while(1) Num = 0; printf(t选择算法：P 优先数算法n); printf(tt D 短作业优先算法n); printf(tt R 时间片轮转算法n); printf( ); scanf(%c,&algo); if(algo!=R&algo!=P&algo!=D) printf(输入错误!n); exit(0); printf( 输入进程数：); printf( ); scanf(%d,&N); if(algo=P) create1