操作系统原理---进程调度实验报告

一、实验目的

通过对进程调度算法的设计，深入理解进程调度的原理。

进程是程序在一个数据集合上运行的过程，它是系统进行资源分配和调度的一个独立单位。

进程调度分配处理机，是控制协调进程对CPU的竞争，即按一定的调度算法从就绪队列中选中一个进程，把CPU的使用权交给被选中的进程。

进程通过定义一个进程控制块的数据结构（PCB）来表示；每个进程需要赋予进程ID、进程到达时间、进程需要运行的总时间的属性；在RR中，以1为时间片单位；运行时，输入若干个进程序列，按照时间片输出其执行序列。

二、实验环境

VC++

三、实验内容

实现短进程优先调度算法（SPF）和时间片轮转调度算法（RR）

[提示]：

(1) 先来先服务（FCFS）调度算法

原理：每次调度是从就绪队列中，选择一个最先进入就绪队列的进程，把处理器分配给该进程，使之得到执行。该进程一旦占有了处理器，它就一直运行下去，直到该进程完成或因发生事件而阻塞，才退出处理器。

将用户作业和就绪进程按提交顺序或变为就绪状态的先后排成队列，并按照先来先服务的方式进行调度处理，是一种最普遍和最简单的方法。它优先考虑在系统中等待时间最长的作业，而不管要求运行时间的长短。

按照就绪进程进入就绪队列的先后次序进行调度，简单易实现，利于长进程，CPU繁忙型作业，不利于短进程，排队时间相对过长。

(2) 时间片轮转调度算法RR

原理：时间片轮转法主要用于进程调度。采用此算法的系统，其程序就绪队列往往按进程到达的时间来排序。进程调度按一定时间片（q）轮番运行各个进程.

进程按到达时间在就绪队列中排队，调度程序每次把CPU分配给就绪队列首进程使用一个时间片，运行完一个时间片释放CPU，排到就绪队列末尾参加下一轮调度，CPU分配给就绪队列的首进程。

固定时间片轮转法：

1 所有就绪进程按FCFS 规则排队。

2 处理机总是分配给就绪队列的队首进程。

3 如果运行的进程用完时间片，则系统就把该进程送回就绪队列的队尾，重新排队。

4 因等待某事件而阻塞的进程送到阻塞队列。

5 系统把被唤醒的进程送到就绪队列的队尾。

可变时间片轮转法：

1 进程状态的转换方法同固定时间片轮转法。

2 响应时间固定，时间片的长短依据进程数量的多少由T = N × （q + t ）给出的关系调整。

3 根据进程优先级的高低进一步调整时间片，优先级越高的进程，分配的时间片越长。

多就绪队列轮转法：

(3) 算法类型

(4)模拟程序可由两部分组成，先来先服务（FCFS）调度算法，时间片轮转。流程图如下:

(5) 按模拟算法设计程序，运行设计的程序，观察得到的结果。

四、实验结果（含程序、数据记录及分析、实验总结等）

MFC的设计框如下：

实验代码以及分析：

RR算法实现分析：先根据到达时间对进程进行排序，然后调度时，超出时间片的就放至队尾，然后继续调度。

变量添加：

int m_id; IDC_EDIT_ID

用来输入进程ID

int m_reachtime; IDC_EDIT_REACHTIME 用来输入进程到达时间

int m_run; IDC_EDIT_RUN

用来输出正在运行的进程

int m_runtime; IDC_EDIT_RUNTIME

用来输入进程运行时间

int m_timeslice; IDC_EDIT_TIMELICE

用来输入时间片

CString m_result; IDC_EDIT_RESULT 用来输出最终调度队列

CString m_readyqueue; IDC_EDIT_READYQUEUE 用来输出等待队列

CString m_pcb; IDC_EDIT_PCB

用来显示输入的进程信息

数据存储：利用结构体来存储进程信息

struct PCB{

int id;

int reachtime;

int runtime;

}pcb[1000],pcb1[1000];

添加进程：

void CMfcDlg::OnADD()

{

d=m_id;

pcb[NO].reachtime=m_reachtime;

pcb[NO].runtime=m_runtime;

("%-8d %-8d %-8d\r\n",m_id,m_reachtime,m_runtime);

m_pcb+=str1;

m_id=0; m_id=0;

m_reachtime=0;

m_runtime=0;

NO++;

UpdateData(false);

}

RR算法

void CMfcDlg::OnRr()

{

eachtime;

}

int temp; eachtime){

readyqueue[i]=pcb[j].id;

pcb1[i]=pcb[j];

}

}

} untime<=m_timeslice){ d;

CString str1;

for(int k=i+1;k

("%d ",readyqueue[k]);

m_readyqueue += str1;

m_readyqueue += " ";

}

UpdateData(FALSE);

UpdateWindow();

();

Sleep(pcb1[i].runtime*1000);

}

else{ d; untime -= m_timeslice; d;

CString str1;

for(int k=i+1;k

("%d ",readyqueue[k]);

m_readyqueue += str1;

m_readyqueue += " ";

}

UpdateData(FALSE);

UpdateWindow();

();

Sleep(pcb1[i].runtime*1000);

}

}

m_run=0;

CString str;

for( i=0;i

("%d ",readyqueue[i]);

m_result += str;

m_result += " ";

}

NO=NO2; //恢复以前的进程数，便于进行其他算法。

UpdateData(false);

}

实验结果：

使用RR算法对进程进行调度

测试中使用的数据：时间片是2

进程到达时间运行时间

1 1 1

2 2 2

3 3 3

结果如下：

实验总结：

在该实验完成的过程中，我首先复习了进程调度的算法分析，并对这三种算法进行比较分析，同时，经过对RR算法的编写，以及MFC的设计，使我更加深入的理解了这几种算法的运算过程。在实验中也遇到许多平时并没注意到得问题，而解决这些问题又能获得很多，也感到很快乐。总之，通过这次实验，我不但进程调度的算法理解更深入，而且也同时提高了我的MFC编程模拟的能力。