操作系统实验四——进程调度

清疚 2022-05-23 04:46 309阅读 0赞

**实验任务**  
设计一个程序,根据不同的调度算法模拟操作系统对进程的调度。  
动态优先级法  
1、 设计进程控制块PBC表结构，分别适用优先数调度算法  
2、 PBC结构通常包括以下信息：进程名、进程优先数、轮转时间片、进程的CPU时间，进程状态等。根据调度算法不同，PCB结构可作适当的调整。  
3、 建立进程队列。对不同的算法编制不同的入链程序。  
程序要求达到的运行效果：在设置好进程数量、调度算法后，系统能按设定的参数运行，并在屏幕上交替显示就绪队列和完成队列的进程名等信息。

Windows环境代码如下（解释很详细）

#include<stdio.h>
    #include<stdlib.h>
    #include<string.h>
    typedef struct node {
        char name[20];     /*进程的名字*/
        int prio;          /*进程的优先级*/
        //int cputime;     /*CPU执行时间*/
        int needtime;      /*进程执行所需要的时间*/
        char state;        /*进程的状态，W--就绪态，R--执行态，F--完成态*/
        struct node *next;/*链表指针*/
    }PCB;
    
    PCB*ready=NULL,*run=NULL,*finish=NULL;/*定义三个队列，就绪队列，执行队列和完成队列*/
    int num;
    void GetFirst();       /*从就绪队列取得第一个节点*/
    void Output();         /*输出队列信息*/
    void InsertPrio(PCB*in);/*创建优先级队列，规定优先数越小，优先级越高*/
    void InsertTime(PCB*in);/*时间片队列*/
    void InsertFinish(PCB*in);/*时间片队列*/
    void PrioCreate();     /*优先级输入函数*/
    //void TimeCreate();   /*时间片输入函数*/
    void Priority();       /*按照优先级调度*/
    //void RoundRun();     /*时间片轮转调度*/
    int main() {
        printf("优先级调度算法\n");
        printf("please input the number of processes:");
        scanf("%d",&num);
        PrioCreate();
        Priority();
        Output();
        return 0;
    }
    /*取得第一个就绪队列节点*/
    void GetFirst(){
        run=ready;
        if(ready!=NULL){
            run->state='R';
            ready=ready->next;
            run->next=NULL;
        }
    }
    void Output()/*输出队列信息*/
    {
        PCB*p;
        p=ready;
        printf("pcb_name\tpriority\tneed_time\tpro_state\n");
        while(p!=NULL){
            printf("%s\t%d\t%d\t\t%c\t\n",p->name,p->prio,p->needtime,p->state);
            p=p->next;
        }
        p=finish;
        while(p!=NULL){
            printf("%s\t%d\t%d\t\t%c\t\n",p->name,p->prio,p->needtime,p->state);
            p=p->next;
        }
        p=run;
        while(p!=NULL){
            printf("%s\t    %d\t    %d\t    \t%c    \t\n",p->name,p->prio,p->needtime,p->state);
            p=p->next;
        }
    }
    /*创建优先级队列，规定优先数越小，优先级越低*/
    void InsertPrio(PCB*in){
        PCB*fst,*nxt;
        fst=nxt=ready;
        /*如果队列为空，则为第一个元素*/
        if(ready==NULL){
            in->next=ready;
            ready=in;
        }
        /*查到合适的位置进行插入*/
        else 
        {
            if(in->prio>=fst->prio)/*比第一个还要大，则插入到队头*/
            {
                in->next=ready;
                ready=in;
            }else{
                while(fst->next!=NULL)/*移动指针查找第一个别它小的元素的位置进行插入*/
                {
                    nxt=fst;
                    fst=fst->next;
                }
                if(fst->next==NULL)/*已经搜索到队尾，则其优先级数最小，将其插入到队尾即可*/
                {
                    in->next=fst->next;
                    fst->next=in;
                }
                else/*插入到队列中*/
                {
                    nxt=in;
                    in->next=fst;
                }
            }
        }
    }
    void InsertFinish(PCB*in)/*将进程插入到完成队列尾部*/
    {
        PCB*fst;
        fst=finish;
        if(finish==NULL){
            in->next=finish;
            finish=in;
        }
        else{
            while(fst->next!=NULL){
                fst=fst->next;
            }
            in->next=fst->next;
            fst->next=in;
        }
    }
    void PrioCreate()/*优先级调度输入函数*/
    {
        PCB*tmp;
        int i;
        printf("please input process_name,need_time,priority:\n");
        for(i=0;i<num;i++){
            if((tmp=(PCB*)malloc(sizeof(PCB)))==NULL){
                perror("malloc");
                exit(1);
            }
            scanf("%s",tmp->name);
            getchar();/*吸收回车符号*/
            scanf("%d",&(tmp->needtime));
            getchar();
            scanf("%d",&(tmp->prio));
            //tmp->cputime=0;
            tmp->state='W';
            //tmp->prio=20-tmp->needtime;
            /*设置其优先级，需要的时间越多，优先级越低*/
            InsertPrio(tmp);/*按照优先级从高到低，插入到就绪队列*/
        }
    }
    void Priority()/*按照优先级调度，每次执行一个时间片*/
    {
        int flag=1;
        GetFirst();
        while(run!=NULL)/*当就绪队列不为空时，则调度进程如执行队列执行*/
        {
            Output();/*输出每次调度过程中各个节点的状态*/
            while(flag){
                run->prio-=3;/*优先级减去三*/
                run->needtime--;/*进程执行完成的剩余时间减一*/
                if(run->needtime == 0)/*如果进程执行完毕，将进程状态置为F，将其插入到完成队列*/
                {
                    run->state='F';
                    InsertFinish(run);
                    flag=0;
                }
                else/*将进程状态置为W，入就绪队列*/
                {
                    run->state='W';
                    InsertPrio(run);
                    flag=0;
                }
            }
            flag=1;
            GetFirst();/*继续取就绪队列队头进程进入执行队列*/
        }
    }