进程调度

我不是女神ヾ 2022-02-01 00:27 337阅读 0赞

# 进程调度 #

*  无论是在批处理系统还是分时系统中，用户进程数一般都多于处理机数、这将导致它们互相争夺处理机。另外，系统进程也同样需要使用处理机。这就要求进程调度程序按一定的策略，动态地把处理机分配给处于就绪队列中的某一个进程，以使之执行。

# 进程的状态 #

#### 基本状态 ####

*  等待态：等待某个事件的完成；
 *  就绪态：等待系统分配处理器以便运行；
 *  运行态：占有处理器正在运行。
 *  运行态→等待态 往往是由于等待外设，等待主存等资源分配或等待人工干预而引起的。
 *  等待态→就绪态 则是等待的条件已满足，只需分配到处理器后就能运行。
 *  运行态→就绪态 不是由于自身原因，而是由外界原因使运行状态的进程让出处理器，这时候就变成就绪态。例如时间片用完，或有更高优先级的进程来抢占处理器等。
 *  就绪态→运行态 系统按某种策略选中就绪队列中的一个进程占用处理器，此时就变成了运行态

## 算法讲解 ##

*  进程调度算法：采用最高优先数优先的调度算法（即把处理机分配给优先数最高的进程）和先来先服务算法。
 *  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、到达时间、需要运行时间、已用CPU时间、进程状态等等。
 *  进程的优先数及需要的运行时间可以事先人为地指定（也可以由随机数产生）。进程的到达时间为进程输入的时间。
 *  进程的运行时间以时间片为单位进行计算。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。
 *  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。  
    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CPU。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。

# 程序详情 #

#include "stdio.h"
    #include <stdlib.h>
    #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;
    void 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;
      }
    }
    void input() /* 建立进程控制块函数*/
    {
        
      int i, num;
      printf("\n 请输入进程数?");
      scanf("%d", &num);
      for (i = 0; i < num; i++)
      {
        
        printf("\n 进程号No.%d:\n", i);
        p = getpch(PCB);
        printf("\n 输入进程名:");
        scanf("%s", p->name);
        printf("\n 输入进程优先数:");
        scanf("%d", &p->super);
        printf("\n 输入进程运行时间:");
        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);
    }
    void 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");
    }
    
    void check() /* 建立进程查看函数 */
    {
        
      PCB *pr;
      printf("\n **** 当前正在运行的进程是:%s", p->name); /*显示当前运行进程*/
      disp(p);
      pr = ready;
      printf("\n ****当前就绪队列状态为:\n"); /*显示就绪队列状态*/
      while (pr != NULL)
      {
        
        disp(pr);
        pr = pr->link;
      }
    }
    void destroy() /*建立进程撤消函数(进程运行结束,撤消进程)*/
    {
        
      printf("\n 进程 [%s] 已完成.\n", p->name);
      free(p);
    }
    void 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*/
      }
    }
    int 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 按任一键继续......");
        ch = getchar();
      }
      printf("\n\n 进程已经完成.\n");
      ch = getchar();
      return 0;
    }

# 运行情况 #

![运行情况][processcontrol1.png]

![运行情况][processcontrol2.png]

![运行情况][processcontrol3.png]

# END #

[processcontrol1.png]: http://pr9urmnts.bkt.clouddn.com/processcontrol1.png
[processcontrol2.png]: http://pr9urmnts.bkt.clouddn.com/processcontrol2.png
[processcontrol3.png]: http://pr9urmnts.bkt.clouddn.com/processcontrol3.png