操作系统进程调度算法模拟实验.docx
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操作系统进程调度算法模拟实验.docx
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操作系统进程调度算法模拟实验
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:
进程调度过程:
3.算法中用到的数据结构
structfcfs{//先来先服务算法从这里开始
charname[10];
floatarrivetime;
floatservicetime;
floatstarttime;
floatfinishtime;
floatzztime;
floatdqzztime;
};//定义一个结构体,里面包含的有一个进程相关的信息
4.主要的常量变量
vector
vector
vector
vector
:
iteratorm_iter;//迭代器
PCBm_runProcess;//运行中的进程
intm_ProcessCount;//进程数
floatm_RunTime;//运行时间
intm_tagIsRun;//是否在运行标志。
表示正在运行,表示没有
floatm_TimeSlice;//时间片大小
intm_TimeSliceCount;//指时间片轮转中一次分到的时间片个数
charm_SchedulerAlgorithm;//调度算法
5.主要模块
voidPCBInput();//输入进程信息
voidPCBSort();//对进程控制块按照优先级排序(采用冒泡排序)
voidProcessSelect();//若当前就绪队列不为空则根据选择的调度算法开始调度。
否则,系统时间加.以等待新的进程到来
voidPCBDisplay();//打印当前状况下。
就绪队列、完成队列、运行中的进程信息
voidProcessRun();//进程运行一次。
运行时间加个时间片。
并判断进程是否达到完成条件。
若是则ProcessStatus='f'.否则为'w';
voidProcessQueueProcess();//查看当前时间下,有无进程加入。
若有则把该进程调入就绪队列
voidProcessDispatch();//进程分派,进程执行完成后决定进程该进入哪个队列(就绪、完成)
voidTimePast(){m_RunTime+=m_TimeSlice;ProcessQueueProcess();}//当前系统时间加个时间片,并检查是否有新的进程加入
voidSchedulerStatistics();//调度统计,计算周转时间等
voidFCFS();//先来先服务
voidSJF();//最短进程优先调度
voidRR();//简单时间片轮转
voidPD();//最高优先数优先
四、实验代码
#include
#include
#include
usingnamespacestd;
structfcfs{//先来先服务算法从这里开始
charname[10];
floatarrivetime;
floatservicetime;
floatstarttime;
floatfinishtime;
floatzztime;
floatdqzztime;
};//定义一个结构体,里面包含的有一个进程相关的信息
fcfsa[100];
voidinput(fcfs*p,intN)
{
inti;
cout< printf("请您输入进程的名字到达时间服务时间: (例如: a0100)\n\n"); for(i=0;i<=N-1;i++) { printf("请您输入进程%d的信息: \t",i+1); scanf("\t\t\t%s%f%f",&p[i].name,&p[i].arrivetime,&p[i].servicetime); } } voidPrint(fcfs*p,floatarrivetime,floatservicetime,floatstarttime,floatfinishtime,floatzztime,floatdqzztime,intN) { intk; printf("\n\n调用先来先服务算法以后进程运行的顺序是: "); printf("%s",p[0].name); for(k=1;k { printf("-->%s",p[k].name); } cout< printf("\n具体进程调度信息: \n"); printf("\t进程名到达时间服务时间开始时间结束时间周转时间带权周转时间\n"); for(k=0;k<=N-1;k++) { printf("\t%s\t%-.2f\t%-.2f\t%-.2f\t%-.2f\t%-.2f\t%-.2f\n",p[k].name,p[k].arrivetime, p[k].servicetime,p[k].starttime,p[k].finishtime,p[k].zztime,p[k].dqzztime); } getchar();//此处必须要有这个函数,否则就看不到显示器上面的输出,可以看到的结果只是一闪而过的一个框剪 } voidsort(fcfs*p,intN)//排序 { for(inti=0;i<=N-1;i++) for(intj=0;j<=i;j++) if(p[i].arrivetime { fcfstemp; temp=p[i]; p[i]=p[j]; p[j]=temp; } } voiddeal(fcfs*p,floatarrivetime,floatservicetime,floatstarttime,floatfinishtime,float&zztime,float&dqzztime,intN)//运行阶段 { intk; for(k=0;k<=N-1;k++) { if(k==0) { p[k].starttime=p[k].arrivetime; p[k].finishtime=p[k].arrivetime+p[k].servicetime;} else { p[k].starttime=p[k-1].finishtime; p[k].finishtime=p[k-1].finishtime+p[k].servicetime;} } for(k=0;k<=N-1;k++) { p[k].zztime=p[k].finishtime-p[k].arrivetime; p[k].dqzztime=p[k].zztime/p[k].servicetime; } } voidFCFS(fcfs*p,intN) { floatarrivetime=0,servicetime=0,starttime=0,finishtime=0,zztime=0,dqzztime=0; sort(p,N); deal(p,arrivetime,servicetime,starttime,finishtime,zztime,dqzztime,N); Print(p,arrivetime,servicetime,starttime,finishtime,zztime,dqzztime,N); getchar(); }//先来先服务算法到此结束 structsjf{//最短进程优先调度算法从这里开始 charname[10]; floatarrivetime;//到达时间 floatservicetime;//运行时间 floatstarttime;//开始时间 floatfinishtime;//完成时间 }; sjfa1[100]; voidinput(sjf*p,intN1)//进程信息输入 { inti; cout< printf("请您输入进程的名字到达时间服务时间: (例如: a0100)\n"); for(i=0;i<=N1-1;i++) { printf("请您输入进程%d的信息: \t",i+1); scanf("\t\t\t%s%f%f",&p[i].name,&p[i].arrivetime,&p[i].servicetime); } } voidPrint(sjf*p,floatarrivetime,floatservicetime,floatstarttime,floatfinishtime,intN1)//最终结果输出 { intk; printf("\n\t调用最短进程优先调度算法以后进程的调度顺序为: "); printf("%s",p[0].name); for(k=1;k {printf("-->%s",p[k].name);} cout< printf("\n给个进程具体调度信息如下: \n"); printf("\n\t进程名\t到达时间\t运行时间\t开始时间\t完成时间\n"); for(k=0;k<=N1-1;k++) { printf("\t%s\t%-.2f\t\t%-.2f\t\t%-.2f\t\t%-.2f\t\n",p[k].name,p[k].arrivetime, p[k].servicetime,p[k].starttime,p[k].finishtime); } getchar(); } voidsort(sjf*p,intN1)//排序 { for(inti=0;i<=N1-1;i++) for(intj=0;j<=i;j++) if(p[i].arrivetime { sjftemp; temp=p[i]; p[i]=p[j]; p[j]=temp; } } voiddeal(sjf*p,floatarrivetime,floatservicetime,floatstarttime,floatfinishtime,intN1)//运行阶段 {intk; for(k=0;k<=N1-1;k++) { if(k==0) { p[k].starttime=p[k].arrivetime; p[k].finishtime=p[k].arrivetime+float(p[k].servicetime)/60;} else { p[k].starttime=p[k-1].finishtime; p[k].finishtime=p[k-1].finishtime+float(p[k].servicetime)/60;} } } voidsjff(sjf*p,intN1) { floatarrivetime=0,servicetime=0,starttime=0,finishtime=0; sort(p,N1); for(intm=0;m {if(m==0) p[m].finishtime=p[m].arrivetime+float(p[m].servicetime)/60; else p[m].finishtime=p[m-1].finishtime+float(p[m].servicetime)/60; inti=0; for(intn=m+1;n<=N1-1;n++) { if(p[n].arrivetime<=p[m].finishtime) i++; } floatmin=p[m+1].servicetime; intnext=m+1; for(intk=m+1;k { if(p[k+1].servicetime {min=p[k+1].servicetime; next=k+1;} } sjftemp; temp=p[m+1]; p[m+1]=p[next]; p[next]=temp; } deal(p,arrivetime,servicetime,starttime,finishtime,N1); Print(p,arrivetime,servicetime,starttime,finishtime,N1); getchar(); }//最短进程优先调度算法到这里结束 charmenu()//用来输出相关信息的函数 { charcse1; while (1) { system("cls"); fflush(stdin); cout< cout< cout<<"\t"<<"||<<<<<<<<<<<<欢<<<<<<<<<<<>>>>>>>>>>>>迎>>>>>>>>>>>||"< cout<<"\t"<<"||||"< cout<<"\t"<<"||"<<"\t进程调度算法模拟"<<"\t\t"<<"||"< cout<<"\t"<<"||||"< cout<<"\t"<<"||"<<"\t\t1.先来先服务调度算法"<<"\t\t"<<"||"< cout<<"\t"<<"||||"< cout<<"\t"<<"||"<<"\t\t2.最短进程优先调度算法"<<"\t\t"<<"||"< cout<<"\t"<<"||||"< cout<<"\t"<<"||<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<您>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>||"< cout< cout< cout<<"\t\t请输入您的选择(1/2): "; cse1=getchar(); if(cse1<'1'||cse1>'2') cout<<"你的输入有错! "< else break; } returncse1; } intmain(intargc,char*argv[]) { while (1) { switch(menu()) { case'1': intN; cout< cout< printf("\t\t<<---! ! ! @@@先来先服务调度算法@@@! ! ! --->>\n"); cout< printf("输入进程数目: "); scanf("%d",&N); input(a,N); FCFS(a,N); case'2': intN1; cout< cout< printf("\t\t<<---! ! ! @@@最短进程优先调度算法@@@! ! ! --->>\n"); cout< printf("输入进程数目: "); scanf("%d",&N1); input(a1,N1); sjf*b=a1; sjf*c=a1; sjff(b,N1); getchar(); } } system("PAUSE"); returnEXIT_SUCCESS; } 五、实验结果 1.执行结果 2.结果分析 先来先服务调度算法就是根据进程达到的时间为依据,哪一个进程先来那么该进程就会先执行;最短进程优先调度算法则是以每个进程执行所需时间长短为依据,某一个进程执行所需花的时间要短些那么该进程就先执行。 以上就是本次进程调度实验的依据。 6、实验总结 通过本次实验了解到算法很重要,又更加明白算法本身可以节约时间,而且不同的函数之间在调用的时候要注意很多的问题。
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- 关 键 词:
- 操作系统 进程 调度 算法 模拟 实验