操作系统进程调度实验报告

实验一进程调度实验

专业：XXXXX

学号：XXXXX

姓名：XXX

实验日期：20XX年XX月XX日

一、实验目的

通过对进程调度算法的模拟加深对进程概念和进程调度算法的理解。

二、实验要求

编写程序实现对5个进程的调度模拟，要求至少采用两种不同的调度算法分别进行模拟调度。

三、实验方法内容

1.算法设计思路

将每个进程抽象成一个控制块PCB，PCB用一个结构体描述。

构建一个进程调度类。将进程调度的各种算法分装在一个类中。类中存在三个容器，一个保存正在或未进入就绪队列的进程，一个保存就绪的进程，另一个保存已完成的进程。还有一个PCB实例。主要保存正在运行的进程。类中其他方法都是围绕这三个容器可以这个运行中的PCB展开。

主要用到的技术是STL中的vector以维护和保存进程容器、就绪容器、完成容器。

当程序启动时，用户可以选择不同的调度算法。然后用户从控制台输入各个进程的信息，这些信息保存到进程容器中。进程信息输入完毕后，就开始了进程调度，每调度一次判断就绪队列是否为空，若为空则系统时间加一个时间片。判断进程容器中是否有新的进程可以加入就绪队列。

2.算法流程图

主程序的框架：

开始

选择调度算法void FCFS();//先来先服务

void SJF();//最短进程优先调度void RR();//简单时间片轮转void PD();//最高优先数优先

输入进程信息

将输入容器中以满足进入条件的进程调入就绪队列

判断就绪容器和输入容器是否为空!processScheduler.m_WaitQueue.empty()|| !processScheduler.m_ProcessQueue.empt() void ProcessQueueProcess();

//查看当前时间下，有无进程加

入。若有则把该进程调入就绪队列

void PCBInput();//输入进程信息

Y

打印各进程信息

进行统计计算周转

时间等

结束void PCBDisplay();

//打印当前状况下。就绪队列、完成队列、运行中的进程信息

void SchedulerStatistics();

//调度统计，计算周转时间等

按照选择的算法开

始选择就绪队列的

进程开始执行

void ProcessSelect();

//若当前就绪队列不为空则根

据选择的调度算法开始调度,否则，系统时间加一个时间片.以等待新的进程到

进程调度过程：

开始

判断就绪队列是否为空

非空

为空

根据设定的调度算法从就绪队列中调入一个进程并执行（此时进程从就绪队列中删除，赋值到表示运行中的成员变量中）

void FCFS ();//先来先服务

void SJF ();//最短进程优先调度void RR ();//简单时间片轮转void PD ();//最高优先数优先

if (m_WaitQueue .empty ())

选入的进程状态是否为“完成”

Y

设置进程完成时间，将该进程放入

完成队列

进程未完成，将进程优先数减一，并放回到就绪队列中让系统等待一个时

间片

是否达到该进程停止运行的条件

如进程已完成，或者分得的时间片个数已到

N

进程运行一个时间片Y

结束

ProcessRun ()

TimePast ()

vector m_WaitQueue ;//进程就绪队列

vector m_FinishQueue ;//完成队列

3. 算法中用到的数据结构

struct fcfs{ //先来先服务算法从这里开始 char name[10]; float arrivetime; float servicetime; float starttime; float finishtime; float zztime; float dqzztime;

}; //定义一个结构体，里面包含的有一个进程相关的信息

4. 主要的常量变量

vector m_ProcessQueue ;//进程输入队列 vector m_WaitQueue ;//进程就绪队列 vector m_FinishQueue ;//完成队列 vector ::iterator m_iter ;//迭代器

PCB m_runProcess ;//运行中的进程

int m_ProcessCount;//进程数

float m_RunTime;//运行时间

int m_tagIsRun;//是否在运行标志。表示正在运行，表示没有

float m_TimeSlice;//时间片大小

int m_TimeSliceCount;//指时间片轮转中一次分到的时间片个数

char m_SchedulerAlgorithm;//调度算法

5.主要模块

void PCBInput();//输入进程信息

void PCBSort();//对进程控制块按照优先级排序(采用冒泡排序)

void ProcessSelect();//若当前就绪队列不为空则根据选择的调度算法开始调度。否则，系统时间加.以等待新的进程到来

void PCBDisplay();//打印当前状况下。就绪队列、完成队列、运行中的进程信息

void ProcessRun();//进程运行一次。运行时间加个时间片。并判断进程是否达到完成条件。若是则ProcessStatus='f'.否则为'w';

void ProcessQueueProcess();//查看当前时间下，有无进程加入。若有则把该进程调入就绪队列void ProcessDispatch();//进程分派，进程执行完成后决定进程该进入哪个队列(就绪、完成) void TimePast(){ m_RunTime +=m_TimeSlice; ProcessQueueProcess();}//当前系统时间加个时间片，并检查是否有新的进程加入

void SchedulerStatistics();//调度统计，计算周转时间等

void FCFS();//先来先服务

void SJF();//最短进程优先调度

void RR();//简单时间片轮转

void PD();//最高优先数优先

四、实验代码

#include

#include

#include

using namespace std;

struct fcfs{ //先来先服务算法从这里开始

char name[10];

float arrivetime;

float servicetime;

float starttime;

float finishtime;

float zztime;

float dqzztime;

}; //定义一个结构体，里面包含的有一个进程相关的信息

fcfs a[100];

void input(fcfs *p,int N)

{

int i;

cout<

printf(" 请您输入进程的名字到达时间服务时间: (例如: a 0 100)\n\n");

for(i=0;i<=N-1;i++)

{

printf(" 请您输入进程%d的信息:\t",i+1);

scanf("\t\t\t%s%f%f",&p[i].name,&p[i].arrivetime,&p[i].servicetime);

}

}

void Print(fcfs *p,float arrivetime,float servicetime,float starttime,float finishtime,float zztime,float dqzztime,int N)

{

int k;

printf("\n\n调用先来先服务算法以后进程运行的顺序是: ");

printf("%s",p[0].name);

for(k=1;k

{

printf("-->%s",p[k].name);

}

cout<

printf("\n 具体进程调度信息:\n");

printf("\t进程名到达时间服务时间开始时间结束时间周转时间带权周转时间\n");

for(k=0;k<=N-1;k++)

{

printf("\t%s\t%-.2f\t %-.2f\t %-.2f\t %-.2f\t %-.2f\t %-.2f\n",p[k].n ame,p[k].arrivetime,

p[k].servicetime,p[k].starttime,p[k].finishtime,p[k].zztime,p[k].dqzztime);

}

getchar(); //此处必须要有这个函数，否则就看不到显示器上面的输出，可以看到的结果只是一闪而过的一个框剪

}

void sort(fcfs *p,int N) //排序

{

for(int i=0;i<=N-1;i++)

for(int j=0;j<=i;j++)

if(p[i].arrivetime

{

fcfs temp;

temp=p[i];

p[i]=p[j];

p[j]=temp;

}

}

void deal(fcfs *p, float arrivetime,float servicetime,float starttime,float finishtime,float &zztime,float &dqzztime,int N) //运行阶段

{

int k;

for(k=0;k<=N-1;k++)

{

if(k==0)

{

p[k].starttime=p[k].arrivetime;

p[k].finishtime=p[k].arrivetime+p[k].servicetime;}

else

{

p[k].starttime=p[k-1].finishtime;

p[k].finishtime=p[k-1].finishtime+p[k].servicetime;} }

for(k=0;k<=N-1;k++)

{

p[k].zztime=p[k].finishtime-p[k].arrivetime;

p[k].dqzztime=p[k].zztime/p[k].servicetime;

}

}

void FCFS(fcfs *p,int N)

{

float

arrivetime=0,servicetime=0,starttime=0,finishtime=0,zztime=0,dqzztime=0;

sort(p,N);

deal(p,arrivetime,servicetime,starttime,finishtime,zztime,dqzztime,N);

Print(p,arrivetime,servicetime,starttime,finishtime,zztime,dqzztime,N);

getchar();

} //先来先服务算法到此结束

struct sjf{//最短进程优先调度算法从这里开始

char name[10];

float arrivetime; //到达时间

float servicetime; //运行时间

float starttime; //开始时间

float finishtime; //完成时间

};

sjf a1[100];

void input(sjf *p,int N1)//进程信息输入

{

int i;

cout<

printf(" 请您输入进程的名字到达时间服务时间: (例如: a 0 100)\n");

for(i=0;i<=N1-1;i++)

{

printf(" 请您输入进程%d的信息:\t",i+1);

scanf("\t\t\t%s%f%f",&p[i].name,&p[i].arrivetime,&p[i].servicetime);

}

}

void Print(sjf *p,float arrivetime,float servicetime,float starttime,float finishtime,int N1)//最终结果输出

{

int k;

printf("\n\t调用最短进程优先调度算法以后进程的调度顺序为:");

printf("%s",p[0].name);

for(k=1;k

{printf("-->%s",p[k].name);}

cout<

printf("\n给个进程具体调度信息如下:\n");

printf("\n\t进程名\t到达时间\t运行时间\t开始时间\t完成时间\n");

for(k=0;k<=N1-1;k++)

{

printf("

\t%s\t %-.2f\t\t %-.2f\t\t %-.2f\t\t %-.2f\t\n",p[k].name,p[k].arrivetime, p[k].servicetime,p[k].starttime,p[k].finishtime);

}

getchar();

}

void sort(sjf *p,int N1)//排序

{

for(int i=0;i<=N1-1;i++)

for(int j=0;j<=i;j++)

if(p[i].arrivetime

{

sjf temp;

temp=p[i];

p[i]=p[j];

p[j]=temp;

}

}

void deal(sjf *p, float arrivetime,float servicetime,float starttime,float finishtime,int N1)//运行阶段

{ int k;

for(k=0;k<=N1-1;k++)

{

if(k==0)

{

p[k].starttime=p[k].arrivetime;

p[k].finishtime=p[k].arrivetime+float(p[k].servicetime)/60;}

else

{

p[k].starttime=p[k-1].finishtime;

p[k].finishtime=p[k-1].finishtime+float(p[k].servicetime)/60;}

}

}

void sjff(sjf *p,int N1)

{

float arrivetime=0,servicetime=0,starttime=0,finishtime=0;

sort(p,N1);

for(int m=0;m

{if(m==0)

p[m].finishtime=p[m].arrivetime+float(p[m].servicetime)/60;

else

p[m].finishtime=p[m-1].finishtime+float(p[m].servicetime)/60;

int i=0;

for(int n=m+1;n<=N1-1;n++)

{

if(p[n].arrivetime<=p[m].finishtime)

i++;

}

float min=p[m+1].servicetime;

int next=m+1;

for(int k=m+1;k

{

if(p[k+1].servicetime

{min=p[k+1].servicetime;

next=k+1;}

}

sjf temp;

temp=p[m+1];

p[m+1]=p[next];

p[next]=temp;

}

deal(p,arrivetime,servicetime,starttime,finishtime,N1);

Print(p,arrivetime,servicetime,starttime,finishtime,N1);

getchar();

}//最短进程优先调度算法到这里结束

char menu()//用来输出相关信息的函数

{

char cse1;

while(1)

{

system("cls");

fflush(stdin);

cout<

cout<

cout<<"\t"<<"|| <<<<<<<<<<<<欢<<<<<<<<<<< >>>>>>>>>>>>迎>>>>>>>>>>> ||"<

cout<<"\t"<<"||

||"<

cout<<"\t"<<"||"<<"\t 实验一进程调度算法实验"<<"\t\t"<<"||"<

cout<<"\t"<<"||

||"<

cout<<"\t"<<"||"<<"\t\t 1.先来先服务调度算法

"<<"\t\t"<<"||"<

cout<<"\t"<<"||

||"<

cout<<"\t"<<"||"<<"\t\t 2.最短进程优先调度算法"<<"\t\t"<<"||"<

cout<<"\t"<<"||

||"<

cout<<"\t"<<"|| <<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<您>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>> ||"<

cout<

cout<

cout<<"\t\t 请输入您的选择（1/2）：";

cse1=getchar();

if(cse1<'1'||cse1>'2')

cout<<"你的输入有错！"<

else

break;

}

}

int main(int argc, char *argv[])

{

while(1)

{

switch(menu())

{

case '1':

int N;

cout<

cout<

printf("\t\t<<---!!!@@@先来先服务调度算法@@@!!!--->>\n");

cout<

printf("输入进程数目:");

scanf("%d",&N);

input(a,N);

FCFS(a,N);

case '2':

int N1;

cout<

cout<

printf("\t\t<<---!!!@@@最短进程优先调

度算法@@@!!!--->>\n");

cout<

printf("输入进程数目: ");

scanf("%d",&N1);

input(a1,N1);

sjf *b=a1;

sjf *c=a1;

sjff(b,N1);

getchar();

}

}

system("PAUSE");

return EXIT_SUCCESS;

}

五、实验结果

1.执行结果

2.结果分析

先来先服务调度算法就是根据进程达到的时间为依据，哪一个进程先来那么该进程就会先执行；最短进程优先调度算法则是以每个进程执行所需时间长短为依据，某一个进程执行所需花的时间要短些那么该进程就先执行。

以上就是本次进程调度实验的依据。

六、实验总结

通过本次实验了解到算法很重要，又更加明白算法本身可以节约时间，而且不同的函数之间在调用的时候要注意很多的问题。