进程调度 最高优先数度算法
吉首大学数学与计算机科学学院计算机操作系统课程设计报告
课题名称:进程调度
开发人员：肖海波
学号: 20054044029
班级：2005级计算机科学与技术2班
实现算法:最高优先数度算法
完成日期:2007年12月21日
指导老师：李必云
计算机操作系统进程调度模拟算法第一章绪论 (1)
第二章算法简介………………………………………………
1．1 最高优先数算法…………………………………
第三章程序开发平台及开发工具……………………………
第四章算法数据结构及流程图…………………………………
4．1 算法数据结构………………………………………………
4．2 算法流程图……………………………………………
第五章程序源代码……………………………………………………第六章测试数据及测试结果……………………………………
6．1 最高优先数……………………………………………
6．1．1 测试数据
6．1．2 测试结果
6．2 测试总结………………………………………………
第七章算法分析…………………………………………………
结束语……………………………………………………
参考文献…………………………………………………
第一章绪论
进程调度是操作系统中最基本的一种调度,在各种类型的操作系统中都必须设有进程调度.进程调度的基本方式可分为非抢占方式和抢占式方式(也称为剥夺方式)
(1) 非抢占方式
在这种进程调度方式下,一旦一个进程被选中投入运行,它就一直运行下去,直至完成工作,自愿放弃CPU,或者因某个事件而被阻塞为止,才把CPU让出给其他进程,即得到CPU的进程不会因为时钟中断等原因而被迫让出CPU.
(2) 抢占方式
与非抢占方式相反,抢占方式允许进程调度程序根据某种策略终止当前正在运行的进程,将其移入就绪队列,并再根据某种调度算法选择另一个进程投入运行.
第二章算法简介
2．1 最高侁先数算法
最简单的调度算法就是先来先服务,也可以称为先进先出(First In First Out)或严格排队方式.对于进程调度算法来说,先来先服务调度算法就是从就绪队列中选择一个最先进入队列的进程,将CPU分配于它,让其运行.该进程一直运行下去直到完成或由于某事件而被阻塞入放弃CPU.这样,当一个进程进入就绪队列时,它的PCB就链入了该就绪队列的末尾,排队等待
分配CPU.一般来说,先来先服务调度算法对于长任务来说比较短任务要好一些. FCFS算法不考虑作业运行时间的长短，仅按作业进入输入井时间的先后进行调度，因此对所有的作业是公平合理的。
第三章程序开发平台及开发工具
Visual C++是一个功能强大的可视化软件开发工具。自1993年Microsoft公司推出Visual C++1.0后，随着其新版本的不断问世，Visual C++已成为专业程序员进行软件开发的首选工具。
虽然微软公司推出了Visual C++.NET(Visual C++7.0)，但它的应用的很大的局限性，只适用于Windows 2000,Windows XP和Windows NT4.0。所以实际中，更多的是以Visual C++6.0为平台。
Visual C++6.0不仅是一个C++编译器，而且是一个基于Windows操作系统的可视化集成开发环境（integrated development environment,IDE）。Visual C++6.0由许多组件组成，包括编辑器、调试器以及程序向导AppWizard、类向导Class Wizard等开发工具。这些组件通过一个名为Developer Studio的组件集成为和谐的开发环境。
Visual C++它大概可以分成三个主要的部分：
1．Developer Studio，这是一个集成开发环境，我们日常工作的99%都是在它上面完成的，再加上它的标题赫然写着“Microsoft Visual C++”，所以很多人理所当然的认为，那就是Visual C++了。其实不然，虽然Developer Studio提供了一个很好的编辑器和很多Wizard，但实际上它没有任何编译和链接程序的功能，真正完成这些工作的幕后英雄后面会介绍。我们也知道，Developer Studio并不是专门用于VC的，它也同样用于VB，VJ，VID等Visual Studio家族的其他同胞兄弟。所以不要把Developer Studio当成Visual C++，它充其量只是Visual C++的一个壳子而已。这一点请切记！
2．MFC。从理论上来讲，MFC也不是专用于Visual C++，Borland C++，C++Builder 和Symantec C++同样可以处理MFC。同时，用Visual C++编写代码也并不意味着一定要用MFC，只要愿意，用Visual C++来编写SDK程序，或者使用STL，ATL，一样没有限制。不过，Visual C++本来就是为MFC打造的，Visual C++中的许多特征和语言扩展也是为MFC而设计的，所以用Visual C++而不用MFC就等于抛弃了Visual C++中很大的一部分功能。但是，Visual C++也不等于MFC。
3．Platform SDK。这才是Visual C++和整个Visual Studio的精华和灵魂，虽然我们很少能直接接触到它。大致说来，Platform SDK是以Microsoft C/C++编译器为核心（不是Visual C++，看清楚了），配合MASM，辅以其他一些工具和文档资料。上面说到Developer Studio没有编译程序的功能，那么这项工作是由谁来完成的呢？是CL，是NMAKE，和其他许许多多命令行程序，这些我们看不到的程序才是构成Visual Studio 的基石。
第四章算法数据结构及流程图
4．1 算法数据结构
每个进程有一个进程控制块（PCB）表示。进程控制块可以包含如下信息：进程名、优先数、进程时间轮转时间片、计数器、需要运行时间、已用CPU时间、进程状态。每个进程的状态可以是就绪W （Wait）、运行R（Run）、或完成F（Finish）三种状态之一。
4.2算法流程图
最高优先数调度算法流程图
第五章程序源代码
代码如下:
#include "stdio.h"
#include
#include
#define getpch(type) (type*)malloc(sizeof(type))
#define NULL 0
struct pcb { /* 定义进程控制块PCB */
char name[10];
char state;
int super;
int ntime;
int rtime;
struct pcb* link;
}*ready=NULL,*p;
typedef struct pcb PCB;
sort() /* 建立对进程进行优先级排列函数*/
{
PCB *first, *second;
int insert=0;
if((ready==NULL)||((p->super)>(ready->super))) /*优先级最大者,插入
队首*/
{
p->link=ready;
ready=p;
}
else /* 进程比较优先级,插入适当的位置中*/
{
first=ready;
second=first->link;
while(second!=NULL)
{
if((p->super)>(second->super)) /*若插入进程比当前进程优先数大,*/ { /*插入到当前进程前面*/
p->link=second;
first->link=p;
second=NULL;
insert=1;
}
else /* 插入进程优先数最低,则插入到队尾*/
{
first=first->link;
second=second->link;
}
}
if(insert==0) first->link=p;
}
}
input() /* 建立进程控制块函数*/ {
int i,num;
printf("\n please input n pcb?"); scanf("%d",&num);
for(i=0;i { printf("\n pcb num No.%d:\n",i+1); p=getpch(PCB); printf("\n pcb name:"); scanf("%s",p->name); printf("\n pcb super:"); scanf("%d",&p->super); printf("\n pcb run time:"); scanf("%d",&p->ntime); printf("\n"); p->rtime=0;p->state='w'; p->link=NULL; sort(); /* 调用sort函数*/ } } int space() { int l=0; PCB* pr=ready; while(pr!=NULL) { l++; pr=pr->link; } return(l); } disp(PCB * pr) /*建立进程显示函数,用于显示当前进程*/ { printf("\n qname \t state \t super \t ndtime \t runtime \n"); printf("|%s\t",pr->name); printf("|%c\t",pr->state); printf("|%d\t",pr->super); printf("|%d\t",pr->ntime); printf("|%d\t",pr->rtime); printf("\n"); } check() /* 建立进程查看函数*/ { PCB* pr; printf("\n **** now pcb running:%s",p->name); /*显示当前运行进程*/ disp(p); pr=ready; printf("\n ****now pcb waiting:\n"); /*显示就绪队列状态*/ while(pr!=NULL) { disp(pr); pr=pr->link; } } destroy() /*建立进程撤消函数(进程运行结束,撤消进程)*/ { printf("\n pcb [%s] successed.\n",p->name); free(p); } running() /* 建立进程就绪函数(进程运行时间到,置就绪状态*/ { (p->rtime)++; if(p->rtime==p->ntime) destroy(); /* 调用destroy函数*/ else { (p->super)--; p->state='w'; sort(); /*调用sort函数*/ } } main() /*主函数*/ { int len,h=0; char ch; input(); len=space(); while((len!=0)&&(ready!=NULL)) { ch=getchar(); h++; printf("\n The execute number:%d \n",h); p=ready; ready=p->link; p->link=NULL; p->state='R'; check(); running(); printf("\n any key continue......"); ch=getchar(); } printf("\n\n pcb have succed.\n"); ch=getchar(); } 第六章测试数据及测试结果最高优先数进程调度算法模拟测试 please input n pcb?5 pcb num No.1: pcb name:a pcb super:1 pcb run time:2 pcb num No.2: pcb name:b pcb super:2 pcb run time:1 pcb num No.3: pcb name:c pcb super:1 pcb run time:1 pcb num No.4: pcb name:d pcb super:3 pcb run time:3 pcb num No.5: pcb name:e pcb super:4 pcb run time:4 The execute number:1 **** now pcb running:e qname state super ndtime runtime |e |R |4 |4 |0 ****now pcb waiting: qname state super ndtime runtime |d |w |3 |3 |0 qname state super ndtime runtime |b |w |2 |1 |0 qname state super ndtime runtime |a |w |1 |2 |0 qname state super ndtime runtime |c |w |1 |1 |0 any key continue...... The execute number:2 **** now pcb running:d qname state super ndtime runtime |d |R |3 |3 |0 ****now pcb waiting: qname state super ndtime runtime |e |w |3 |4 |1 qname state super ndtime runtime |b |w |2 |1 |0 qname state super ndtime runtime |a |w |1 |2 |0 qname state super ndtime runtime |c |w |1 |1 |0 any key continue...... The execute number:3 **** now pcb running:e qname state super ndtime runtime |e |R |3 |4 |1 ****now pcb waiting: qname state super ndtime runtime |b |w |2 |1 |0 qname state super ndtime runtime |d |w |2 |3 |1 qname state super ndtime runtime |a |w |1 |2 |0 qname state super ndtime runtime |c |w |1 |1 |0 any key continue...... The execute number:4 **** now pcb running:b qname state super ndtime runtime |b |R |2 |1 |0 ****now pcb waiting: qname state super ndtime runtime |d |w |2 |3 |1 qname state super ndtime runtime |e |w |2 |4 |2 qname state super ndtime runtime |a |w |1 |2 |0 qname state super ndtime runtime |c |w |1 |1 |0 pcb [b] successed. any key continue...... The execute number:5 **** now pcb running:d qname state super ndtime runtime |d |R |2 |3 |1 ****now pcb waiting: qname state super ndtime runtime |e |w |2 |4 |2 qname state super ndtime runtime |a |w |1 |2 |0 qname state super ndtime runtime |c |w |1 |1 |0 any key continue...... The execute number:6 **** now pcb running:e qname state super ndtime runtime |e |R |2 |4 |2 ****now pcb waiting: qname state super ndtime runtime |a |w |1 |2 |0 qname state super ndtime runtime |c |w |1 |1 |0 qname state super ndtime runtime |d |w |1 |3 |2 any key continue...... The execute number:7 **** now pcb running:a qname state super ndtime runtime |a |R |1 |2 |0 ****now pcb waiting: qname state super ndtime runtime |c |w |1 |1 |0 qname state super ndtime runtime |d |w |1 |3 |2 qname state super ndtime runtime |e |w |1 |4 |3 any key continue...... The execute number:8 **** now pcb running:c qname state super ndtime runtime |c |R |1 |1 |0 ****now pcb waiting: qname state super ndtime runtime |d |w |1 |3 |2 qname state super ndtime runtime |e |w |1 |4 |3 qname state super ndtime runtime |a |w |0 |2 |1 pcb [c] successed. any key continue...... The execute number:9 **** now pcb running:d qname state super ndtime runtime |d |R |1 |3 |2 ****now pcb waiting: qname state super ndtime runtime |e |w |1 |4 |3 qname state super ndtime runtime |a |w |0 |2 |1 pcb [d] successed. any key continue...... The execute number:10 **** now pcb running:e qname state super ndtime runtime |e |R |1 |4 |3 ****now pcb waiting: qname state super ndtime runtime |a |w |0 |2 |1 pcb [e] successed. any key continue...... The execute number:11 **** now pcb running:a qname state super ndtime runtime |a |R |0 |2 |1 ****now pcb waiting: pcb [a] successed. any key continue...... pcb have succed. 青岛理工大学 操作系统课程设计报告 院（系）：计算机工程学院 专业：计算机科学与技术专业 学生姓名: 班级：＿＿学号: 题目：短作业优先调度算法的进程调度程序＿ 起迄日期:＿＿＿＿＿＿＿＿ 设计地点: 指导教师: 2011—2012年度第 1 学期 完成日期: 2012 年 1 月日 一、课程设计目的 进行操作系统课程设计主要是在学习操作系统课程的基础上，在完成操作系统各部分实验的基础上，对操作系统的整体进行一个模拟，通过实践加深对各个部分的管理功能的认识，还能进一步分析各个部分之间的联系，最后达到对完整系统的理解。同时，可以提高运用操作系统知识解决实际问题的能力；锻炼实际的编程能力、开发软件的能力；还能提高调查研究、查阅技术文献、资料以及编写软件设计文档的能力。 二、课程设计内容与要求 设计目的：在多道程序和多任务系统中，系统内同时处于就绪状态的进程可能有若干个，且进程之间也存在着同步与互斥的关系，要求采用指定的调度策略，使系统中的进程有条不紊地工作，通过观察诸进程的运行过程，以巩固和加深处理机调度的概念。 2、设计要求（多道、单处理机）： 1)每一个进程有一个PCB，其内容可以根据具体情况设定。 2)可以在界面设定的互斥资源（包括两种：输入设备与输出设备）的数目 3)进程数、进入内存时间、要求服务时间可以在界面上进行设定 4)进程之间存在一定的同步与互斥关系，可以通过界面进行设定，其表示方法如下： 进程的服务时间由三段组成：I2C10O5（表示进程的服务时间由2个时间片的输入，10个时间片的计算，5个时间片的输出） 进程间的同步关系用一个段表示：W2，表示该进程先要等待P2进程执行结束后才可以运行 因此，进程间的同步与互斥关系、服务时间可以统一用四段表示为：I2C10O5W2 5)可以在运行中显示各进程的状态：就绪、阻塞、执行 6)采用可视化界面，可在进程调度过程中随时暂停调度，查看当前进程的状态以及相 应的阻塞队列 7)具有一定的数据容错性 三、系统分析与设计 1、系统分析 本系统主要是采用短作业优先算法进程的进程调度过程。短作业优先调度算法，是指对短作业或短进程优先调度的算法。他们可以分别用于作业调度和进程调度，短作业优先的调度算法是从后备队列中选择一个或若干个估计运行时间最短的作业，将他们调入内存运行。而短进程优先调度算法则是从就绪队列中选出一个估计运行时间最短的进程，将处理机分配给他，，使它立即执行并一直执行到完成，或发生某事件而被阻塞放弃处理机时再度重新调度。本程序采用了非抢占式短作业优先调度。而非抢占式这种方式，一旦把处理机分配给某进程后，便让该进程一直执行，直至该进程完成或发生某事件而被阻塞时，才再把处理机分配给其它进程，决不允许某进程抢占已经分配出去的处理机。这种调度方式的优点是实现简单，系统开销小，适用于大多数的批处理系统环境。但它难以满足紧急任务的要求——立即执行，因而可能造成难以预料的后果。因此，在要求比较严格的实时系统中，不宜采用这种调度方式本系统的主要是在满足要求多道单处理机的情况下进行短作业的优先调度。 本系统在测试时输入了五个进程，按实验要求如I2C10O5（表示进程的服务时间由2个时间片的输入，10个时间片的计算，5个时间片的输出，5个时间片的计算组成）的方式输入，各进程的信息如下：（0 0 1 1 1 ）（1 2 1 2 2 ）（2 4 1 1 1 ） 《操作系统原理》实验报告 实验名称：Linux随机进程调度算法实现 班级： 学号： 姓名： 日期： 2012/12/31 一、实验名称 Linux随机进程调度算法实现 二、所属课程名称 《操作系统原理》 三、实验原理 linux 0.11内核目录linux/kernel中的sched.c函数是内核中进程调度管理的程序，其中schedule()函数负责选择系统中下一个要运行的进程。 schedule()函数首先对所有任务（进程）进行检测，唤醒任何一个已经得到信号的进程。具体方法是任务数组中的每个进程，检查其报警定时值alarm。如果进程的alarm时间已经过期（alarm NR_TASKS：系统能容纳的最大进程数(64个)； task[]：任务（进程）数组； 更改代码如下：（linux 0.11内核目录下linux/kernel/sched.c 源文件的scheduling（）函数while（1）循环）while (1) { //定义c用来判断系统中是否可运行的任务（进程）存在; c=-1; //c初值设为-1，默认不存在可运行进程; next = 0;//next记录下一个即将运行的进程; i=jiffies % NR_TASKS+1; //i的值是随机产生的; p=&task[i];//p指向在task表中下标为i的进程； while (--i) { //遍历task[]； if(!*--p)continue; //如果task[i]不包含进程，跳过； //如果task[i]包含进程且该进程处于就绪状态，记录 //该任务（进程）序号，跳出无限循环while(1),转向 //switch_to()函数执行该任务（进程）； if ((*p)->state == TASK_RUNNING) { next = i; c=i; break; } } if (c) break;//如果没有任何任务(进程)要执行，则跳出， //转向switch_to()，执行0号进程(idle)。 } 进程调度算法实验报告 篇一：操作系统进程调度算法模拟实验报告 进程调度算法模拟 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： ();//先来先服务 ();//最短进程优先调度//简单时间片轮转//最高优先数优先//输入进程信息 ();.m_WaitQueue.empty()||.m_ProcessQueue.empt() (); (); 进程调度过程： ; 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 作业调度 一、实验名称 作业调度算法 二、实验目标 在单道环境下编写作业调度的模拟程序，以加深对作业调度的理解。单道环境的特点使被调度的作业占有所有的资源。实现的算法有先来先服务，最短作业优先，最高响应比三种作业调度算法。 三、实验环境要求： 1.PC机。 2.Windows； 3.CodeBlocks 四、实验基本原理 1.本实验设计一个可指定作业个数的作业调度系统。可以输出先来先服务，最短作业优先，最高响应比三种作业调度算法的结果。 2.先来先服务就是按照各个作业进入系统的自然次序进行调度。最短作业优先就是优先调度并且处理短作业。最高响应比优先就是根据在程序运行过程中的最高响应比对应的作业先进行调度处理。 3.在设计程序过程中，将time相关的内容封装到类中，重载了加减乘除和输入输出以及比较运算符，方便12:00这种形式的数据的加减乘除运算和比较运算， 五、数据结构设计 1.时间类 class time { public: time(int x = 0, int y = 0) { time::hour = x; time::minute = y; } time& operator = (const time &t1) { this->hour=t1.hour; this->minute=t1.minute; return *this; } time operator + (time t2) { intminutes,hours; minutes = (minute + t2.minute) % 60; hours=hour+t2.hour+ (minute + t2.minute) /60; return time(hours,minutes); } time operator -(time t2) { intminutes,hours; minutes =minute - t2.minute; if (minute<0) { minutes += 60; hour--; } 《操作系统》实验报告 题目：作业调度算法 班级：网络工程 姓名：朱锦涛 学号：E31314037 一、实验目的 用代码实现页面调度算法，即先来先服务（FCFS）调度算法、短作业优先算法、高响应比优先调度算法。通过代码的具体实现，加深对算法的核心的理解。 二、实验原理 1.先来先服务（FCFS）调度算法 FCFS是最简单的调度算法，该算法既可用于作业调度，也可用于进程调度。当在作业调度中采用该算法时，系统将按照作业到达的先后次序来进行调度，或者说它是优先考虑在系统中等待时间最长的作业，而不管该作业所需执行的时间的长短，从后备作业队列中选择几个最先进入该队列的作业，将它们调入内存，为它们分配资源和创建进程。然后把它放入就绪队列。 2.短作业优先算法 SJF算法是以作业的长短来计算优先级，作业越短，其优先级越高。作业的长短是以作业所要求的运行时间来衡量的。SJF算法可以分别用于作业和进程调度。在把短作业优先调度算法用于作业调度时，它将从外存的作业后备队列中选择若干个估计运行时间最短的作业，优先将它们调入内存。 3、高响应比优先调度算法 高响应比优先调度算法则是既考虑了作业的等待时间，又考虑了作业的运行时间的算法，因此既照顾了短作业，又不致使长作业等待的时间过长，从而改善了处理机调度的性能。 如果我们引入一个动态优先级，即优先级是可以改变的令它随等待的时间的延长而增加，这将使长作业的优先级在等待期间不断地增加，等到足够的时间后，必然有机会获得处理机。该优先级的变化规律可以描述为： 优先权 = （等待时间 + 要求服务时间）/要求服务时间 三、实验内容 源程序： #include 操作系统实验报告（二） 实验题目：进程调度算法 实验环境：C++ 实验目的：编程模拟实现几种常见的进程调度算法，通过对几组进程分别使用不同的调度算法，计算进程的平均周转时间和平均带权周转时间，比较 各种算法的性能优劣。 实验内容：编程实现如下算法： 1.先来先服务算法； 2.短进程优先算法； 3.时间片轮转调度算法。 设计分析： 程序流程图： 1.先来先服务算法 开始 初始化PCB，输入进程信息 各进程按先来先到的顺序进入就绪队列 结束 就绪队列？ 运行 运行进程所需CPU时间 取消该进程 2.短进程优先算法 3.时间片轮转调度算法 实验代码： 1.先来先服务算法 #include int atime; //进程到达时间 int runtime; //进程运行时间 }fcs; void main() { int amount,i,j,diao,huan; fcs f[n]; cout<<"请输入进程个数:"< 课程设计 采用短作业优先调度算法调度程序 学号： 姓名： 专业： 指导老师： 日期： 目录 一、实验题目 (3) 二、课程设计的目的 (3) 三、设计内容 (3) 四、设计要求 (3) 五、主要数据结构及其说明 (4) 六、程序运行结果 (5) 七、流程图 (7) 八、源程序文件 (9) 九、实验体会 (13) 十、参考文献 (13) 摘要 在多道程序环境下，主存中有着多个进程，其数目往往多于处理机数目。这就要求系统能按某种算法，动态地把处理机分配给就绪队列中的一个进程，使之执行。分配处理机的任务是由处理机调度程序完成的。由于处理机是最重要的计算机资源，提高处理机的利用率及改善系统性能（吞吐量、响应时间），在很大程度上取决于处理机调度性能的好坏，因而，处理机调度便成为操作系统设计的中心问题之一。 在多道程序系统中，一个作业被提交后必须经过处理机调度后，方能获得处理机执行。对于批量型作业而言，通常需要经历作业调度和进程调度两个过程后方能获得处理机。作业调度是对成批进入系统的用户作业，根据作业控制块的信息，按一定的策略选取若干个作业使它们可以去获得处理器运行的一项工作。而对每个用户来说总希望自己的作业的周转时间是最小的，短作业优先（SJF）便是其中一种调度方法。本次课程设计主要是模拟短作业优先(SJF)调度算法。 一、实验题目 采用短作业优先算法的的进程调度程序 二、课程设计的目的 操作系统课程设计是计算机专业重要的教学环节，它为学生提供了一个既动手又动脑，将课本上的理论知识和实际有机的结合一起，独立分析和解决实际问题的机会。 进一步巩固和复习操作系统的基础知识。 培养学生结构化程序、模块化程序设计的方法和能力。 提高学生调试程序的技巧和软件设计的能力。 提高学生分析问题、解决问题以及综合利用C语言进行程序设计的能力。 三、设计内容 设计并实现一个采用短作业优先算的进程调度算法演示程序 四、设计要求 1. 每一个进程有一个PCB，其内容可以根据具体情况设定。 2. 进程数、进入内存时间、要求服务时间、优先级等均可以在界面上设定 3. 可读取样例数据（要求存放在外部文件中）进行进程数、进入内存时间、时间片长度、进程优先级的初始化 4. 可以在运行中显示各进程的状态：就绪、执行（由于不要求设置互斥资源与进程间同步关系，故只有两种状态） 5. 采用可视化界面，可在进程调度过程中随时暂停调度，查看当前进程的状态以及相应的阻塞队列 一．课程概述 1.1.设计构想 程序能够完成以下操作：创建进程：先输入进程的数目，再一次输入每个进程的进程名、运行总时间和优先级，先到达的先输入；进程调度：进程创建完成后就选择进程调度算法，并单步执行，每次执行的结果都从屏幕上输出来。 1.2.需求分析 在多道程序环境下，主存中有着多个进程，其数目往往多于处理机数目，要使这多个进程能够并发地执行，这就要求系统能按某种算法，动态地把处理机分配给就绪队列中的一个进程，使之执行。分配处理机的任务是由处理机调度程序完成的。由于处理机是最重要的计算机资源，提高处理机的利用率及改善系统必（吞吐量、响应时间），在很大程度上取决于处理机调度性能的好坏，因而，处理机调度便成为操作系统设计的中心问题之一。本次实验在VC++6.0环境下实现先来先服务调度算法，短作业优先调度算法，高优先权调度算法，时间片轮转调度算法和多级反馈队列调度算法。 1.3.理论依据 为了描述和管制进程的运行，系统为每个进程定义了一个数据结构——进程控制块PCB(Process Control Block),PCB中记录了操作系统所需的、用于描述进程的当前情况以及控制进程运行的全部信息，系统总是通过PCB对进程进行控制，亦即，系统是根据进程的PCB 而不是任何别的什么而感知进程的存在的，PCB是进程存在的惟一标志。本次课程设计用结构体Process代替PCB的功能。 1.4.课程任务 一、用C语言（或C++）编程实现操作模拟操作系统进程调度子系统的基本功能；运用多 种算法实现对进程的模拟调度。 二、通过编写程序实现进程或作业先来先服务、高优先权、按时间片轮转、短作业优先、多 级反馈队列调度算法，使学生进一步掌握进程调度的概念和算法，加深对处理机分配的理解。 三、实现用户界面的开发 《操作系统》实验一实验报告 【实验题目】：先来先服务FCFS和短作业优先SJF进程调度算法【实验目的】 通过这次实验，加深对进程概念的理解，进一步掌握进程状态的转变、进程调度的策略及对系统性能的评价方法。 【实验内容】 问题描述： 设计程序模拟进程的先来先服务FCFS和短作业优先SJF调度过程。假设有n个进程分别在T1, …,T n时刻到达系统，它们需要的服务时间分别为S1, … ,S n。分别采用先来先服务FCFS和短作业优先SJF 进程调度算法进行调度，计算每个进程的完成时间，周转时间和带权周转时间，并且统计n个进程的平均周转时间和平均带权周转时间。 程序要求如下： 1）进程个数n；每个进程的到达时间T1, …,T n和服务时间S1, … ,S n；选择算法1-FCFS，2-SJF。 2）要求采用先来先服务FCFS和短作业优先SJF分别调度进程运行，计算每个进程的周转时间，带权周转时间，并且计算所有进程的平均周转时间，带权平均周转时间； 3）输出：要求模拟整个调度过程，输出每个时刻的进程运行状态，如“时刻3：进程B开始运行”等等； 4）输出：要求输出计算出来的每个进程的周转时间，带权周转时间， 所有进程的平均周转时间，带权平均周转时间。【实验过程】 #include 题目先来先服务FCFS和短作业优先SJF进程调度算法 姓名： 学号： 专业： 学院： 指导教师：林若宁 二零一八年十一月 一、实验目的 模拟单处理器系统的进程调度，分别采用短作业优先和先来先服务的进程调度算法作为进程设计算法，以加深对进程的概念及进程调度算法的理解． 二、实验内容 1. 短作业优先调度算法原理 短作业优先调度算法，是指对短作业或断进程优先调度的算法。它们可以分别可以用于作业调度和进程调度。短作业优先调度算法，是从后备队列中选择一个或若干个运行时间最短的作业，将它们调入内存运行。短进程优先调度算法，是从就绪队列中选出一个估计运行时间最短的进程，将处理机分配给它使它立即执行并一直执行到完成，或发生某事件而被阻塞放弃处理机时再重新调度。 2. 先来先服务调度算法原理 先来先服务(FCFS)调度算法是一种最简单的调度算法，该算法既可用于作业调度，也可用于进程调度。当在作业调度中采用该算法时，每次调度都是从后备作业队列中选择一个或多个最先进入该队列的作业，将它们调入内存，为它们分配资源、创建进程，然后放入就绪队列。在进程调度中采用FCFS算法时，则每次调度是从就绪队列中选择一个最先进入该队列的进程，为之分配处理机，使之投入运行。该进程一直运行到完成或发生某事件而阻塞后才放弃处理机。 三、程序设计 1.概要设计 程序包括主函数、FCFS算法函数、SJF算法函数、输出函数；主函数流程：输入文件中的数据—显示各进程数据—选择算法—调用相应算法的函数—输出结果 2.算法流程 SJF算法流程图： 3.详细设计 （1）定义一个结构体 typedef struct PCB { char job_id[10]; //作业ID float Arr_time; //到达时刻 float Fun_time; //估计运行时间 float Wait_time; //等待时间 float Start_time; //开始时刻 float Fin_time; //完成时刻 float Tur_time; //周转时间 float WTur_time; //带权周转时间 int Order; //优先标记 }list; （2）先来先服务算法函数 void fcfs(list *p,int count) //先来先服务算法 { list temp; //临时结构体变量int i; int j; 进程调度算法（附录）#include void display(pcb *p) { cout<<"name"<<" "<<"cputime"<<" "<<"needtime"<<" "<<"priority"<<" "<<"state"< 短作业（进程）优先调度算法 1.短作业（进程）优先调度算法SJ（P）F，是指对短作业或 短进程优先调度的算法。它们可以分别用于作业调度和进程调度。短作业优先（SJF）的调度算法是从后备队列中选择一个或若干个估计运行时间最短的作业，将它们调入内存运行。而短进程（SPF）调度算法则是从就绪队列中选出一个估计运行时间最短的进程，将处理机分配给它，使它立即执行并一直执行到完成，或发生某事件而被阻塞放弃处理机再重新调度。SJ(P)F 调度算法能有效地降低作业（进程）的平均等待时间，提高系统吞吐量。该算法对长作业不利，完全未考虑作业的紧迫程度。 2.流程图 3.代码 #include<> #include<> #include<> struct sjf{ char name[10]; float arrivetime; float servicetime; float starttime; float finishtime; float zztime; float dqzztime; }; sjf a[100]; void input(sjf *p,int N) { int i; printf("intput the process's name & arrivetime & servicetime:\nfor exmple: a 0 100\n"); for(i=0;i<=N-1;i++) { printf("input the %dth process's information:\n",i+1); scanf("%s%f%f",&p[i].name,&p[i].arrivetime,&p[i].servicetim e); 实验一进程调度 一、实验目的 编写并调试一个模拟的进程调度程序，以加深对进程的概念及进程调度算法的理解． 二、实验内容 1.采用“短进程优先”调度算法对五个进程进行调度。每个进程有一个进 程控制块（ PCB）表示。进程控制块可以包含如下信息：进程名、到达 时间、需要运行时间、已用CPU时间、进程状态等等。 2.每个进程的状态可以是就绪 W（Wait）、运行R（Run）、或完成F（Finish） 三种状态之一。每进行一次调度程序都打印一次运行进程、就绪队列、 以及各个进程的 PCB，以便进行检查。重复以上过程，直到所要进程都 完成为止。 三、实现思路 主函数-输入函数-短作业优先调度函数-输出函数。 这是一条最基础的思路。输入函数使用文本导入完成数据输入，输出函数输出调度结果，主函数完成各子函数连接，最主要的是短作业优先的调度函数。我想到的方法就是排序，不断选择需要运行时间最短的作业，接着进行数据输入计算输出等，遍历全部数据并完成调度。 四、主要的数据结构 struct Process_struct{ char name[MaxNum]; //进程名称 int arrivetime; //到达时间 int servertime; //开始运行时间 int finishtime; //运行结束时间 int runtime; //运行时间 int runflag; //调度标志 int order; //运行次序 double weightwholetime; //周转时间 double averagewt_FCFS,averagewt_SJF; //平均周转时间 double averagewwt_FCFS,averagewwt_SJF; //平均带权周转时间 }pro[MaxNum]; 五、算法流程图 六、运行与测试 用书上数据对程序进行测试，结果如下： 短作业优先调度算法 学院计算机科学与技术 专业 学号 学生姓名 指导教师姓名 2014-3-18目录 九参考文献……………………………………………………………………………………………………… 实验题目 采用短作业优先算法的进程调度程序 课程设计的目的 操作系统课程设计是计算机专业重要的教学环节，它为学生提供了一个既动手又动脑，将课本上的理论知识和实际有机的结合一起，独立分析和解决实际问题的机会。 进一步巩固和复习操作系统的基础知识。 培养学生结构化程序、模块化程序设计的方法和能力。 提高学生调试程序的技巧和软件设计的能力。 提高学生分析问题、解决问题以及综合利用C语言进行程序设计的能力。 设计内容 设计并实现一个采用短作业优先算的进程调度算法演示程序 设计要求 1. 每一个进程有一个PCB，其内容可以根据具体情况设定。 2. 进程数、进入内存时间、要求服务时间、优先级等均可以在界面上设定 3. 可读取样例数据（要求存放在外部文件中）进行进程数、进入内存时间、时间片长度、进程优先级的初始化 4. 可以在运行中显示各进程的状态：就绪、执行（由于不要求设置互斥资源与进程间同步关系，故只有两种状态） 5. 具有一定的数据容错性 主要数据结构及其说明 算法的简要说明：短作业（进程）优先调度算法SJ（P）F，是指对短作业或短进程优先调度的算法。它们可以分别用于作业调度和进程调度。短作业优先（SJF）的调度算法是从后备队列中选择一个或若干个估计运行时间最短的作业，将它们调入内存运行。而短进程（SPF）调度算法则是从就绪队列中选出一个估计运行时间最短的进程，将处理机分配给它，使它立即执行并一直执行到完成，或发生某事件而被阻塞放弃处理机再重新调度。优点是SJ(P)F调度算法能有效地降低作业（进程）的平均等待时间，提高系统吞吐量。缺点是该算法对长作业不利；完全未考虑作业的紧迫程度，因而不能保证紧迫性作业（进程）长期不被调度；由于作业（进程）的长短只是根据用户所提供的估计执行时间而定的，而用户又可能会有意或无意地缩短其作业的估计运行时间，致使该算法不一定能真正做到短作业游戏那调度。 该程序定义了一个进程数据块(struct spf)，该数据块有进程名(name)、到达时间(arrivetime)、服务时间(servicetime)、开始执行时间(starttime)、完成时间 (finishtime)、周转时间(zztime)、带权周转时间(dqzztime)。用到的公式有：完成时间=到达时间+服务时间；周转时间=完成时间-到达时间；带权周转时间=周转时间/服务时间；(第一次执行的进程的完成时间=该进程的到达时间；下一个进程的开始执行时间=上一个进程的完成时间)。运行进程的顺序需要对进程的到达时间和服务时间进行比较。如果某一进程是从0时刻到达的，那么首先执行该进程；之后就比较进程的服务时间，谁的服务时间短就先执行谁（如果服务时间相同则看它们的到达时间，到达时间短的先执行）；如果到达时间和服务时间相同，则按先来先服务算法执行。 操作系统 ——项目文档报告 进程调度算法 专业： 班级： 指导教师： 姓名： 学号： 一、核心算法思想 1.先来先服务调度算法 先来先服务调度算法是一种最简单的调度算法，该算法既可以用于作业调度，也可用于进程调度。当在作业调度中采用该算法时，每次调度都是从后备作业队列中选择一个或多个最先进入该队列的作业，将他们调入内存，为它们分配资源、创建进程，然后放入就绪队列。在进程调度中采用FCFS算法时，则每次调度是从就绪队列中选择一个最先进入该队列的进程，为之分配处理机，使之投入运行。该进程一直运行到完成或发生某事件而阻塞后才放弃处理机。FCFS算法比较有利于长作业（进程），而不利于短作业（进程）。 2.短作业（进程）优先调度算法 短作业（进程）优先调度算法SJ（P）F，是指对短作业或短进程优先调度的算法。它们可以分别用于作业调度和进程调度。短作业优先（SJF）的调度算法是从后备队列中选择一个或若干个估计运行时间最短的作业，将它们调入内存运行。而短进程（SPF）调度算法则是从就绪队列中选出一个估计运行时间最短的进程，将处理机分配给它，使它立即执行并一直执行到完成，或发生某事件而被阻塞放弃处理机再重新调度。SJ(P)F调度算法能有效地降低作业（进程）的平均等待时间，提高系统吞吐量。该算法对长作业不利，完全未考虑作业的紧迫程度。 3.高响应比优先调度算法 在批处理系统中，短作业优先算法是一种比较好的算法，其主要不足之处是长作业的运行得不到保证。如果我们能为每个作业引人动态优先权，并使作业的优先级随着等待时间的增加而以速率a提高，则长作业在等待一定的时间后，必然有机会分配到处理机。该优先权的变化规律可描述为: 优先权=（等待时间+要求服务时间）/要求服务时间 即优先权=响应时间/要求服务时间 如果作业的等待时间相同，则要求服务的时间越短，其优先权越高，因而该算法有利于短作业。 当要球服务的时间相同时，作业的优先权决定于其等待时间，等待时间越长，优先权越高，因而它实现的是先来先服务 对于长作业，作业的优先级可以随着等待时间的增加而提高，当其等待时间足够长时，其优先级便可以升到很高，从而也可获得处理机。 4.时间片轮转算法 在时间片轮转算法中，系统将所有的就绪进程按先来先服务的原则排成一个队列，每次调度时，把CPU分配给队首进程，并令其执行一个时间片。当执行的时间片用完时，由一个计数器发出时钟中断请求，调度程序便据此信号来停止该进程的执行，并将它送往就绪队列的末尾；然后，再把处理机分配给就绪队列中新的队首进程，同时也让它执行一个时间片。这样就可以保证就绪队列中的所有进程在一给定的时间内均能获得一时间片的处理机执行时间。换言之，系统能在给定的时间内响应所有用户的请求。 二、核心算法流程图 O S短作业优先调度算 法C语言 采用短作业优先调度算法调度程序 学号： 姓名： 专业： 指导老师： 日期： 目录 一、实验题目 (3) 二、课程设计的目的 (3) 三、设计内容 (3) 四、设计要求 (3) 五、主要数据结构及其说明 (4) 六、程序运行结果 (5) 七、流程图 (7) 八、源程序文件 (9) 九、实验体会 (13) 十、参考文献 (14) 摘要 在多道程序环境下，主存中有着多个进程，其数目往往多于处理机数目。这就要求系统能按某种算法，动态地把处理机分配给就绪队列中的一个进程，使之执行。分配处理机的任务是由处理机调度程序完成的。由于处理机是最重要的计算机资源，提高处理机的利用率及改善系统性能（吞吐量、响应时间），在很大程度上取决于处理机调度性能的好坏，因而，处理机调度便成为操作系统设计的中心问题之一。 在多道程序系统中，一个作业被提交后必须经过处理机调度后，方能获得处理机执行。对于批量型作业而言，通常需要经历作业调度和进程调度两个过程后方能获得处理机。作业调度是对成批进入系统的用户作业，根据作业控制块的信息，按一定的策略选取若干个作业使它们可以去获得处理器运行的一项工作。而对每个用户来说总希望自己的作业的周转时间是最小的，短作业优先（SJF）便是其中一种调度方法。本次课程设计主要是模拟短作业优先(SJF)调度算法。 一、实验题目 采用短作业优先算法的的进程调度程序 二、课程设计的目的 ●操作系统课程设计是计算机专业重要的教学环节，它为学生提供了一个既 动手又动脑，将课本上的理论知识和实际有机的结合一起，独立分析和解决实际问题的机会。 ●进一步巩固和复习操作系统的基础知识。 ●培养学生结构化程序、模块化程序设计的方法和能力。 ●提高学生调试程序的技巧和软件设计的能力。 ●提高学生分析问题、解决问题以及综合利用C语言进行程序设计的能力。 三、设计内容 设计并实现一个采用短作业优先算的进程调度算法演示程序 四、设计要求 1. 每一个进程有一个PCB，其内容可以根据具体情况设定。 2. 进程数、进入内存时间、要求服务时间、优先级等均可以在界面上设定 操作系统》实验一实验报告 【实验题目】：先来先服务FCFS 和短作业优先SJF进程调度算法【实验目的】 通过这次实验，加深对进程概念的理解，进一步掌握进程状态的转变、进程调度的策略及对系统性能的评价方法。 【实验内容】 问题描述： 设计程序模拟进程的先来先服务FCFS 和短作业优先SJF 调度过程。假设有n个进程分别在T1, ?,T n时刻到达系统，它们需要的服务时间分别为S1, ?,S n。分别采用先来先服务FCFS和短作业优先SJF 进程调度算法进行调度，计算每个进程的完成时间，周转时间和带权周转时间，并且统计n 个进程的平均周转时间和平均带权周转时间。 程序要求如下： 1）进程个数n；每个进程的到达时间T1, ?,T n 和服务时间S1, ?,S n；选择算法1-FCFS，2-SJF。 2）要求采用先来先服务FCFS 和短作业优先SJF分别调度进程运行，计算每个进程的周转时间，带权周转时间，并且计算所有进程的平均周转时间，带权平均周转时间； 3）输出：要求模拟整个调度过程，输出每个时刻的进程运行状态，如“时刻3：进程 B 开始运行”等等； 4）输出：要求输出计算出来的每个进程的周转时间，带权周转时间， 所有进程的平均周转时间，带权平均周转时间 【实验过程】 #include . 题目先来先服务FCFS和短作业优先SJF进程调度算法 姓名： 学号： 专业： 学院： 指导教师：林若宁 二零一八年十一月 一、实验目的 模拟单处理器系统的进程调度，分别采用短作业优先和先来先服务的进程调度算法作为进程设计算法，以加深对进程的概念及进程调度算法的理解． 二、实验内容 1. 短作业优先调度算法原理 短作业优先调度算法，是指对短作业或断进程优先调度的算法。它们可以分别可以用于作业调度和进程调度。短作业优先调度算法，是从后备队列中选择一个或若干个运行时间最短的作业，将它们调入内存运行。短进程优先调度算法，是从就绪队列中选出一个估计运行时间最短的进程，将处理机分配给它使它立即执行并一直执行到完成，或发生某事件而被阻塞放弃处理机时再重新调度。 2. 先来先服务调度算法原理 先来先服务(FCFS)调度算法是一种最简单的调度算法，该算法既可用于作业调度，也可用于进程调度。当在作业调度中采用该算法时，每次调度都是从后备作业队列中选择一个或多个最先进入该队列的作业，将它们调入内存，为它们分配资源、创建进程，然后放入就绪队列。在进程调度中采用FCFS算法时，则每次调度是从就绪队列中选择一个最先进入该队列的进程，为之分配处理机，使之投入运行。该进程一直运行到完成或发生某事件而阻塞后才放弃处理机。 三、程序设计 1.概要设计 程序包括主函数、FCFS算法函数、SJF算法函数、输出函数；主函数流程：输入文件中的数据—显示各进程数据—选择算法—调用相应算法的函数—输出结果 2.算法流程 SJF算法流程图： 3.详细设计 （1）定义一个结构体 typedef struct PCB { char job_id[10]; //作业ID float Arr_time; //到达时刻 float Fun_time; //估计运行时间 float Wait_time; //等待时间 float Start_time; //开始时刻 float Fin_time; //完成时刻 float Tur_time; //周转时间 float WTur_time; //带权周转时间 int Order; //优先标记 }list; （2）先来先服务算法函数 void fcfs(list *p,int count) //先来先服务算法{ list temp; //临时结构体变量int i; int j;短作业优先调度算法
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