时间片轮转算法和优先级调度算法-C语言模拟实现-收藏

时间片轮转算法和优先级调度算法 C语言模拟实现 收藏

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。

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）、

文档

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

PRIO/ROUND——进程优先数/进程每次轮转的时间片数（设为常数2）

CPUTIME——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——当前运行进程指针

文档

READY——就需队列头指针

TAIL——就需队列尾指针

FINISH——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：

（1）INSERT1——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

文档

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——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：

name cputime needtime priority state

注：

1．在state字段中，\"R\"代表执行态，\"W\"代表就绪（等待）态，\"F\"代表完成态。

文档

2．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。

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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. By Visual C++ 6.0

4. */

#include

#include

#include

typedef struct node

{

char name[20]; /*进程的名字*/

文档

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;

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*/

int num;

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*/

文档

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*/

int main(void)

{

char chose;

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：(P/R)\\n\");

文档

scanf(\"%c\

switch(chose)

{

case 'P':

case 'p':

PrioCreate();

Priority();

break;

case 'R':

case 'r':

TimeCreate();

RoundRun();

break;

文档

default:break;

}

Output();

return 0;

}

void GetFirst() /*取得第一个就绪队列节点*/

{

run = ready;

if(ready!=NULL)

{

run ->state = 'R';

ready = ready ->next;

文档

run ->next = NULL;

}

}

void Output() /*输出队列信息*/

{

PCB *p;

p = ready;

printf(\"进程名\优先级\轮数\cpu时间\需要时间\进程状态\计数器\\n\");

while(p!=NULL)

{

printf(\"%s\%d\%d\%d\%d\\%c\\%d\\n\->cputime,p->needtime,p->state,p->count);

p = p->next;

}

文档

p = finish;

while(p!=NULL)

{

printf(\"%s\%d\%d\%d\%d\\%c\\%d\\n\->cputime,p->needtime,p->state,p->count);

p = p->next;

}

p = run;

while(p!=NULL)

{

printf(\"%s\%d\%d\%d\%d\\%c\\%d\\n\->cputime,p->needtime,p->state,p->count);

p = p->next;

}

文档

}

void InsertPrio(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*/

{

文档

if(in ->prio >= fst ->prio) /*比第一个还要大，则插入到队头*/

{

in->next = ready;

ready = in;

}

else

{

while(fst->next != NULL) /*移动指针查找第一个别它小的元素的位置进行插入*/

{

nxt = fst;

fst = fst->next;

}

文档

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;

}

}

}

}

文档

void InsertTime(PCB *in) /*将进程插入到就绪队列尾部*/

{

PCB *fst;

fst = ready;

if(ready == NULL)

{

in->next = ready;

ready = in;

}

else

{

while(fst->next != NULL)

文档

{

fst = fst->next;

}

in ->next = fst ->next;

fst ->next = in;

}

}

void InsertFinish(PCB *in) /*将进程插入到完成队列尾部*/

{

PCB *fst;

fst = finish;

if(finish == NULL)

文档

{

in->next = finish;

finish = in;

}

else

{

while(fst->next != NULL) {

fst = fst->next;

}

in ->next = fst ->next;

fst ->next = in;

}

文档

}

void PrioCreate() /*优先级调度输入函数*/

{

PCB *tmp;

int i;

printf(\"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(1);

文档

}

scanf(\"%s\

getchar(); /*吸收回车符号*/

scanf(\"%d\

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*/

}

}

void TimeCreate() /*时间片输入函数*/

文档

{

PCB *tmp;

int i;

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(1);

}

scanf(\"%s\

文档

getchar();

scanf(\"%d\

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);

}

}

void Priority() /*按照优先级调度，每次执行一个时间片*/

{

int flag = 1;

文档

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';

文档

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;

文档

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)

文档

{

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';

文档

run->count = 0; /*计数器清零，为下次做准备*/

InsertTime(run);

flag = 0;

}

}

flag = 1;

GetFirst();

}

}

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