一、 基本信息 1、 2、 3、
实验题目:进程调度 完成人:****
报告日期:###########
二、 实验内容简要描述
1、实验目标:进程调度是处理机管理的核心内容。本实验要求用C语言编写和调试一个简单的进程调度程序。通过本实验可以加深理解有关进程控制块、进程队列的概念,并体会和了解优先数和时间片轮转调度算法的具体实施办法。
2、 实验要求:
(1)设计进程进程控制块PCB表结构,分别适用于优先数调度算法和循环轮转调度算法。PCB结构通常包括以下信息:进程名,进程优先数(或轮转时间片),进程所占用的CPU时间,进程的状态,当前队列指针等。根据调度算法的不同,PCB结构的内容可以作适当的增删。
(2)建立进程就绪队列。对两种不同算法编制入链子程序。
(3)编制两种进程调度算法:1)优先数调度;2)循环轮转调度。
三、 报告主要内容 1、
设计思路:
(1)设计就绪、执行、完成三个队列;根据输入进程的时间,按
照需要的时间越多,优先级越低,(60减去所需时间)建立就绪队列。
(2)对优先数调度算法实现,首先从就绪队列中取出第一个进程。进程执行,优先数减3,CPU时间片数加1,进程还需要时间片数减1,在此设置计数器count,来判断进程是否执行完成。若进程完成,标志flag为0,并插入完成队列;否则插入就绪队列,等待下一次继续执行。重复上述操作,直到进程全部完成。 (3)对轮转法调度算法实现,从就绪队列取进程,在时间片数为2的时间内进程执行,计数器count加2,若进程完成,继续取下一个进程执行,否则,若时间片用完,计数器清零,将该进程排列到就绪队列的尾上。然后取下一个进程,由于计数器已经清零,故相当于又给了一个时间片。重复上述操作,直到进程全部完成。 2、
主要数据结构:
(1)PCB结构: typedef struct node {
char name[20]; /*进程的名字*/ int prio; /*进程的优先级*/ int round; /*分配CPU的时间片*/ int cputime; /*CPU执行时间*/ int needtime; /*进程执行所需要的时间*/
char state; /*进程的状态,W--就绪态,R--执行态,F--
完成态*/
int count; /*记录执行的次数*/ struct node *next; /*链表指针*/ }PCB;
(2)三个应用队列:
PCB *ready=NULL,*run=NULL,*finish=NULL; /*定义三个队列:就绪、执行和完成队列*/ 3、
主要代码结构:
(1)函数声明部分:
void GetFirst(); /*从就绪队列取得第一个节点*/ void Output(); /*输出队列信息*/
void InsertPrio(PCB *in); /*创建优先级队列,规定优先数越小,优先级越高*/
void InsertTime(PCB *in); /*时间片队列*/ void InsertFinish(PCB *in); /*时间片队列*/ void PrioCreate(); /*优先级输入函数*/ void TimeCreate(); /*时间片输入函数*/ void Priority(); /*按照优先级调度*/ void RoundRun(); /*时间片轮转调度*/ (2)主函数: int main()
{
char choise;
printf(\"请输入要创建的进程数目:\\n\"); scanf(\"%d\ getchar();
printf(\"输入进程的调度方法: scanf(\"%c\ switch(choise) { case 'P': PrioCreate(); Priority(); break; case 'R': TimeCreate(); RoundRun(); break; default:break; }
Output(); }
(P/R)\\n\"); 4、 主要代码段分析:
void Priority() /*按照优先级调度算法*/ {
int flag = 1; //设定标志位,当flag==0时,该进程结束
GetFirst();
while(run != NULL) /*当就绪队列不为空时,则调度进程如执行队列执行*/ {
Output(); /*输出每次调度过程中各个节点的状态*/ while(flag) {
run->prio -= 3; /*优先级减去三*/ run->cputime++; /*CPU时间片加一*/
run->needtime--;/*进程执行完成的剩余时间减一*/ if(run->needtime == 0)/*如果进程执行完毕,将进程状态置为F,将其插入到完成队列*/ {
run ->state = 'F';
run->count++; /*进程执行的次数加一*/ InsertFinish(run); flag = 0;
}
else /*将进程状态置为W,入就绪队列*/ {
run->state = 'W';
run->count++; /*进程执行的次数加一*/ InsertTime(run); flag = 0; } } flag = 1;
GetFirst(); /*继续取就绪队列队头进程进入执行队列*/ } }
void RoundRun() /*时间片轮转调度算法*/ {
int flag = 1;
GetFirst();
while(run != NULL) {
Output();
while(flag) {
run->count++; run->cputime++; run->needtime--;
if(run->needtime == 0) /*进程执行完毕*/ {
run ->state = 'F'; InsertFinish(run); flag = 0; }
else if(run->count == run->round)/*时间片用完*/ {
run->state = 'W';
run->count = 0; /*计数器清零,为下次做准备*/ InsertTime(run); flag = 0; } } flag = 1; GetFirst(); }
}
四、 实验结果 1、
基本数据
(1) 源程序代码行数 源码共:273行
(2) 完成该实验投入的时间(小时数)
(3) 与其他同学讨论次数 2、
测试数据设计
优先数调度算法测试数据: A1 2 A2 3 A3 4 A4 2 A5 4
时间片轮转调度算法测试数据: A1 3 A2 2 A3 4 A4 2 A5 1
3.测试结果分析
五、 实验体会 1、
实验过程中遇到的问题及解决过程
(1)本次试验,思路设计不难,主要还是在利用指针处理时感觉很困难,实验中设计了结构指针用来指向PCB结构,PCB结构中又有链表指针。为此必须时时防止出现野指针,程序崩溃。 (2)在时间片轮转法调度中,老师要求:进程每执行1次,CPU时间片数加2,进程还需要的时间数减2.一开始我认为这不妥,计数器统计,每次增加1。比如测试数据中第5个A5 1 。这个进程所需时间片只有1,所以如果都是减2,我设计后程序结果显示混乱。然后我把 进程执行完成的条件:if(run->needtime <= 0) /*进程执行完毕*/更改后,程序显示正常。
(3)在建立优先数就绪队列时主要运用,链表插入模型。但是由于本题是从建立、到完成一个就绪对列,所以必须分多种情况讨论。 2、 3、
实验过程中产生的错误及原因分析 实验体会和收获
(1)本次试验后对优先数调度算法和时间片轮转调度算法实现的过程,有了很清楚的认识、理解。设计计数器来对进程执行状态的时间分析,使得进程调度这一抽象模型得到具体化。之后,便是对进程的插入(执行完,插入到完成队列,否则插入到就绪)和再次调度(当改进程再次满足条件时,从就绪队列调度到执行队列)重复过程。
(2)通过设计PCB结构,模拟进程调度,加深了对进程的理解。 (3)提高了C语言编程动手能力,在设计就绪队列时,通过优先数将新进程插入就绪队列中的适当位置。要做多重判断,但实际又是“链表插入”模型的运用,这感觉很爽,无论多复杂的问题,都可以分化成简单的问题在已有的模型上处理。 附件1:参考文献
附件2:源程序(提交电子版本即可)
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