实验三 进程调度模拟程序

一、实验目的

用高级语言完成一个进程调度程序，以加深对进程的概念及进程调度算法的理解。

二、实验内容和要求

设计一个有 N个进程并发执行的进程调度模拟程序。

进程调度算法：采用最高优先级优先的调度算法（即把处理机分配给优先级最高的进程）和先来先服务（若优先级相同）算法。动态优先数是指进程的优先数在创建进程时可以给定一个初始值，并且可以按一定规则修改优先数。例如：在进程获得一次CPU后就将其优先数减少1，并且进程等待的时间超过某一时限（2个时间片时间）时增加其优先数等。

(1). 每个进程有一个进程控制块（PCB）表示。进程控制块包含如下信息：进程名、优先级、到达时间、需要运行时间、已用CPU时间、进程状态等等。

(2). 进程的优先级及需要的运行时间可以事先人为地指定，进程的运行时间以时间片为单位进行计算。

(3). 每个进程的状态可以是就绪 r（ready）、运行R（Running）、或完成F（Finished）三种状态之一。

(4). 就绪进程获得 CPU后都只能运行一个时间片。用已占用CPU时间加1来表示。

(5). 如果运行一个时间片后，进程的已占用 CPU时间已达到所需要的运行时间，则撤消该进程，如果运行一个时间片后进程的已占用CPU时间还未达所需要的运行时间，也就是进程还需要继续运行，此时应将进程的优先数减1（即降低一级），然后把它插入就绪队列等待调度。

(6). 每进行一次调度程序都打印一次运行进程、就绪队列中各个进程的 PCB，以便进行检查。 　　

(7). 重复以上过程，直到所要进程都完成为止。

三、实验方法、步骤及结果测试

1. 源程序名：压缩包文件（rar或zip）中源程序名实验三zy.c

可执行程序名：实验三 zy.exe

2.原理分析及流程图

存储结构：用结构体数据类型表示一个进程，结构体成员包括：进程到达系统时间arrivetime，运行时间needtime，优先级 priority已占用cpu时间 usetime

3.主要程序段及其解释：

#include<stdio.h>
#include<string.h>
void arrivesort(struct pcb pcbs[10],int n);
void result(struct pcb pcbs[10],int n);
void prioritysort(struct pcb pcbs[10],int n);

struct pcb{
char name[10];
int priority;         //进程优先级
int arrivetime;      //进程到达时间
int needtime;        //进程需要运行时间
int usetime;         //进程已占用cpu时间
};

void main()
{
struct pcb pcbs[10];
int n,i; //n个进程

printf("输入进程个数:",n);
scanf("%d",&n);
printf("输入每个进程的进程名,优先级,到达时间,运行时间:\n");
for(i=0;i<n;i++)
{
scanf("%s",pcbs[i].name);
scanf("%d",&pcbs[i].priority);
scanf("%d",&pcbs[i].arrivetime);
scanf("%d",&pcbs[i].needtime);
pcbs[i].usetime=0;
}

for(i=0;i<n;i++)
{
prioritysort(pcbs,n);
arrivesort(pcbs,n);

pcbs[i].usetime++;
printf("\n");
printf("动态优先级调度进程运行顺序：\n");

result(pcbs,n);
pcbs[i].priority--;
pcbs[i].usetime++;
}
}

void arrivesort(struct pcb pcbs[10],int n)
{
int i=0;
char temp[10];
int min;
for(i=0;i<n-1;i++)
{
if(pcbs[i].arrivetime>pcbs[i+1].arrivetime)
{
min=pcbs[i].arrivetime;
pcbs[i].arrivetime=pcbs[i+1].arrivetime;
pcbs[i+1].arrivetime=min;

min=pcbs[i].needtime;
pcbs[i].needtime=pcbs[i+1].needtime;
pcbs[i+1].needtime=min;

min=pcbs[i].priority;
pcbs[i].priority=pcbs[i+1].priority;
pcbs[i+1].priority=min;

strcpy(temp,pcbs[i].name);
strcpy(pcbs[i].name,pcbs[i+1].name);
strcpy(pcbs[i+1].name,temp);
}
}                          //按进程到达系统时间进行排序，最早到达的排在最前面
}

void result(struct pcb pcbs[10],int n)
{
int i;
printf("进程名\t优先级\t到达时间\t运行时间\t已占用cpu时间\n");
for(i=0;i<n;i++)
{
printf("%s\t      %d\t        %d\t        %d\t         %d\n",pcbs[i].name,pcbs[i].priority,pcbs[i].arrivetime,pcbs[i].needtime,pcbs[i].usetime);
}
}

void prioritysort(struct pcb pcbs[10],int n)
{
int i=0;
char temp[10];
int min;
for(i=0;i<n;i++)
{
if(pcbs[i].priority<pcbs[i+1].priority)
{
min=pcbs[i].priority;
pcbs[i].priority=pcbs[i+1].priority;
pcbs[i+1].priority=min;

min=pcbs[i].arrivetime;
pcbs[i].arrivetime=pcbs[i+1].arrivetime;
pcbs[i+1].arrivetime=min;

min=pcbs[i].needtime;
pcbs[i].needtime=pcbs[i+1].needtime;
pcbs[i+1].needtime=min;

strcpy(temp,pcbs[i].name);
strcpy(pcbs[i].name,pcbs[i+1].name);
strcpy(pcbs[i+1].name,temp);

// pcbs[i].usetime++;
}                          //按进程优先级排序，最高的排在最前面
}
}

4.运行结果及分析



算法仍然存在瑕疵，主要的算法思想是先按照进程优先级排序，再按照到达时间排序选择最高优先级的进程运行一个时间片（例如时间片为1），所对应进程占用cpu的时间加1，相应的优先级减1，再按照优先级从高到低排序，选择最高优先级进程调度，如果两进程优先级相同，则按照先来先服务算法，先到达的先调度。

四、实验总结

实验从字面容易理解，但实践过程中还是相当有难度，但经过老师的讲解和同学的帮助，算是勉强完成，今后需多加努力。