时间片轮转算法和优先级调度算法 C语言模拟实现 收藏.docx

时间片轮转算法和优先级调度算法C语言模拟实现收原点伍一、目的和要求进程调度是处理机管理的核心内容。本实验要求用高级语言编写模拟进程调度程序，以便加深理解有关进程控制快、进程队列等概念，并体会和了解优先数算法和时间片轮转算法的具体实施办法0二、实验内容1设计进程控制块PCB的结构，通常应包括如下信息：进程名、进程优先数（或轮转时间片数）、进程已占用的CPU时间、进程到完成还需要的时间、进程的状态、当前队列指针等。2.编写两种调度算法程序：优先数调度算法程序循环轮转调度算法程序3.按要求输出结果。三、提示和说明分别用两种调度算法对伍个进程进行调度每个进程可有三种状态；执行状态（RUN）、就绪状态（READY,包括等待状态）和完成状态（FINISH）,并假定初始状态为就绪状态。（一）进程控制块结构如下：NAME进程标示符PR1O/ROUND一一进程优先数/进程每次轮转的时间片数（设为常数2）CPUT1ME进程累计占用CPU的时间片数NEEDTIME进程到完成还需要的时间片数STATE进程状态NEXT链指针注：1为了便于处理，程序中进程的的运行时间以时间片为单位进行计算；2.各进程的优先数或轮转时间片数，以及进程运行时间片数的初值，均由用户在程序运行时给定。（二）进程的就绪态和等待态均为链表结构，共有四个指针如下：RUN一一当前运行进程指针READY就需队列头指针TAIL就需队列尾指针FINISH一一完成队列头指针（三）程序说明1.在优先数算法中，进程优先数的初值设为：50-NEEDTIME每执行一次，优先数减1,CPU时间片数加1,进程还需要的时间片数减1。在轮转法中，采用固定时间片单位（两个时间片为一个单位），进程每轮转一次，CPU时间片数加2,进程还需要的时间片数减2,并退出CPU,排到就绪队列尾，等待下一次调度。2.程序的模块结构提示如下：整个程序可由主程序和如下7个过程组成：（I）INSERT1一一在优先数算法中，将尚未完成的PCB按优先数顺序插入到就绪队列中；（2）INSERT2在轮转法中，将执行了一个时间片单位（为2）,但尚未完成的进程的PCB,插到就绪队列的队尾；（3）FIRSTIN调度就绪队列的第一个进程投入运行；（4）PRINT显示每执行一次后所有进程的状态及有关信息。（5）CREATE创建新进程，并将它的PCB插入就绪队列；（6）PRISCH-按优先数算法调度进程；（7）Roundsch一一按时间片轮转法调度进程。主程序定义PCB结构和其他有关变量。（四）运行和显示程序开始运行后，首先提示：请用户选择算法，输入进程名和相应的NEEDTIME值.每次显示结果均为如下5个字段：namecputimeneedtimeprioritystate注:1.在State字段中，"R"代表执行态,"W"代表就绪(等待)态,"F"代表完成O2.应先显示"R"态的，再显示"W"态的，再显示"F"态的。3.在"W"态中，以优先数高低或轮转顺序排队；在"F"态中，以完成先后顺序排队SVieWplaincopytoclipboardprint?1.*2.操作系统实验之时间片轮转算法和优先级调度算法3.ByVisualC+6.04.*/include<stdio,h>#include<stdlib.h>include<string.h>typedefstructnodecharname20;*进程的名字*/i11tprio;/*进程的优先级*/intround;/*分配CPU的时间片*/intcputire;*CPU执行时间*/intneedtime;/*进程执行所需要的时间*/charstate;/*进程的状态,W就绪态，R执行态，F完成态*/intcount;/*记录执行的次数*/structnode*next;/*链表指针*/>PCB;PCB*ready=NULL,*run=NULL,*finish=NULL;/*定义三个队列，就绪队列,执行队列和完成队列*/intnum;voidGetFirst();/*从就绪队列取得第一个节点*/voidOutput();/*输出队列信息*/voidInsertPrio(PCB*in);/*创建优先级队列,规定优先数越小,优先级越高*/voidInsertTime(PCB*in);/*时间片队列*/voidInsertFinish(PCB*in);/*时间片队列*/voidPrioCreate();/*优先级输入函数*/voidTimeCreateO;/*时间片输入函数*/voidPriority();/*按照优先级调度*/voidRoundRun();/*时间片轮转调度*/intmain(void)charchose;Printf("请输入要创建的进程数目:n");scanf(,%d,z8num);getchar();Printf("输入进程的调度方法:(PR)n");SCanf("%c",&chose);Switch(Chose)case,P,:case'p':PrioCreate();Priority();break;case'R,:case'r,:TimeCreateO;RoundRun();break;Jefaultibreak;Output();return0;>voidGetFirstO/*取得第一个就绪队列节点*/run=ready;if(ready!=NULL)run->state='R'ready=ready->next;run->next=NULL;>voidOutput()*输出队列信息*/PCB*p;p=ready;Printf("进程名t优先级t轮数tcpu时间、t需要时间t进程状态t计数器nwhile(p!=NULL)printf("%st%dt%dt%dt%dtt%ctt%dn",p->name,p->prio,p->round,p->cputime,p->needtime,p->state,p->count);p=p->next;p=finish;while(p!=NULL)printf(,'%st%dt%dt%dt%dtt%ctt%dn,p->namefp->porp->roundrp->cputimerp->needtimezp->state,p->count);p=p->next;P=run;while(p!=NULL)pntf(,'%st%dt%dt%dt%dtt%ctt%dn",p->namerp->priorp->round,p->cputimefp->needtimezp->state,p->count);p=p->next;voidInsertPrio(PCB*in)/*创建优先级队列，规定优先数越小，优先级越低*PCB*fst,*nxt;fst=nxt=ready;if(ready=NULL)/*如果队列为空，则为第一个元素*/in->next=ready;ready=in;else/*查到合适的位置进行插入*/if(in->prio>=fst->prio)/*比第一个还要大，则插入到队头*/in->next=ready;ready=in;elsewhile(fst->next!=NULL)/*移动指针杳找第一个别它小的元素的位置进行插入*/nxt=fst;fst=fst->next;if(fst->next=NULL)/*已经搜索到队尾，则其优先级数最小，将其插入到队尾即可*/in->next=fst->next;fst->next=in;else/*插入到队列中*/nxt=in;in->next=fst;voidInsertTime(PCB*in)*将进程插入到就绪队列尾部*/PCB*ft;fst=ready;if(ready=NULL)in->next=ready;ready=in;elsewhile(fst->next!=NULL)fst=fst->next;in->next=fst->next;fst->next=in;>voidInsertFinish(PCB*in)*将进程插入到完成队列尾部*/PCB*fst;fst=finish;if(finish=NULL)in->next=finish;finish=in;elsewhile(fst->next!=NULL)fst=fst->next;in->next=fst->next;fst->next=in;voidPrioCreate()*优先级调度输入函数*/PCB*tmp;inti;PrintlT输入进程名字和进程所需时间：n");for(i=0;i<num;i+)if(tmp=(PCB*)malloc(sizeof(PCB)=NULL)perror("malloc");exit(l);scanf("%s",tmp->name);getchar();/*吸收回车符号*/scanf("%d",8t(tmp->needtime);tmp->cputime=0;tmp->state='W'tmp->prio=50-tmp->needtime;/*设置其优先级，需要的时间越多,优先级越低*/tmp->round=0;tmp->count=0;InsertPrio(tmp);/*按照优先级从高到低，插入到就绪队列*/>voidTimeCreate()/*时间片输入函数*/PCB*tmp;inti;Printf("输入进程名字和进程时间片所需时间：n");for(i=0;i<num;i+)if(tmp=(PCB*)malloc(sizeof(PCB)=NULL)perror("malloc");exit(l);scanf("%s",tmp->name);getchar();scanf("%d",8t(tmp->needtime);tmp->cputime=0;tmp->state='W'tmp->prio=0;tmp->round=2;/*假设每个进程所分配的时间片是2*/tmp->count=0;InsertTime(tmp);>voidPriorityO/*按照优先级调度，每次执行一个时间片*/intflag=1;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*/whle(fag)run->prio-=3;/*优先级减去三*/run->cputime+;*CPU时间片力口一*/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(Tun);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*/IsertTime(ru);flag=0;flag=1;GetFirst();/*维续取就绪队列队头进程进入执行队列*/voidRoundRunO/*时间片轮转调度算法*/itflag=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;elseif(run->count=un->ound)/*时间片用完*/run->state三,W,;run->count=0;/*计数器清零，为下次做准备*/InsertTime(run);flag=0;flag=1;GetFirst();