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1、 操作系统 A 课程综合性实验报告开课实验室：基础七2011年 5 月 29 日实验题目一、实验目的进程调度算法程序设计通过对进程调度算法的模拟，进一步理解进程的基本概念，加深对进程运行状态和进程调度 过程、调度算法的理解。二、设备与环境1. 硬件设备：PC 机一台2. 软件环境：安装 Windows 操作系统或者 Linux 操作系统，并安装相关的程序开发环境， 如 C C+Java等编程语言环境。三、实验内容（1） 用 C 语言（或其它语言，如 Java）实现对 N 个进程采用某种进程调度算法（如动态优先权 调度）的调度。（2） 每个用来标识进程的进程控制块 PCB 可用结构来描述，包括以
2、下字段：进程标识数 ID 。进程优先数 PRIORITY ，并规定优先数越大的进程，其优先权越高。进程已占用 CPU 时间 CPUTIME 。进程还需占用的 CPU 时间 ALLTIME 。当进程运行完毕时，ALLTIME进程的阻塞时间 STARTBLOCK ，表示当进程再运行 STARTBLOCK 入阻塞状态。变为 0。个时间片后，进程将进进程被阻塞的时间 BLOCKTIME ，表示已阻塞的进程再等待 BLOCKTIME 转换成就绪状态。进程状态 STATE 。队列指针 NEXT ，用来将 PCB 排成队列。（3）优先数改变的原则：进程在就绪队列中呆一个时间片，优先数增加 1。进程每运行一个
3、时间片，优先数减 3。个时间片后，将（4） 为了清楚地观察每个进程的调度过程，程序应将每个时间片内的进程的情况显示出来，包 括正在运行的进程，处于就绪队列中的进程和处于阻塞队列中的进程。（5） 分析程序运行的结果，谈一下自己的认识。华北科技学院计算机系综合性实验报告四、实验结果及分析1.实验设计说明用时间片轮转算法模拟单处理机调度。（1） 建立一个进程控制块 PCB 来代表。PCB 包括：进程名、到达时间、运行时间和进程后的 状态。进程状态分为就绪（R）和删除（C）。（2） 为每个进程任意确定一个要求运行时间和到达时间。（3） 按照进程到达的先后顺序排成一个队列。再设一个指针指向队首和队尾。（
4、4） 执行处理机调度时，开始选择对首的第一个进程运行。（5） 执行： a)输出当前运行进程的名字；b)运行时间减去时间片的大小。（6） 进程执行一次后，若该进程的剩余运行时间为零，则删除队首，并将该进程的状态置为 C；若不为空，则将向后找位置插入。继续在运行队首的进程。（7） 若进程队列不空，则重复上述的（5）和（6）步骤直到所有进程都运行完为止。在所设计的调度程序中，要求包含显示或打印语句。以便显示或打印每次选中进程的名称及 运行一次后队列的变化情况。2.实验代码/*时间片轮转调度算法*/#include#include#includetypedef struct pcb定义/进程控制块 c
5、har pname5; /进程名int arrivetime;/到达时间int runtime; /运行时间char state; /运行后的状态struct pcb *next;PCB;typedef struct封装/头结点，指针分别指向队头和队尾 PCB *front,*rear;queue;queue *init()进程/队列置空 queue *head;head=(queue*)malloc(sizeof(queue);head-front=NULL;head-rear=NULL;return head;第 1 页华北科技学院计算机系综合性实验报告int empty(queue *h
6、ead)检验/进程队列是否为空 return(head-front? 0:1);queue *append(queue *head,char c5,int a,int 进r,char程队列s)入队/，往后插入 PCB *p;p=(PCB*)malloc(sizeof(PCB);strcpy(p-pname,c);p-arrivetime=a;p-runtime=r;p-state=s;p-next=NULL;if(empty(head) head-front=head-rear=p;else head-rear-next=p;head-rear=p;return head;queue *cre
7、at(queue *head)创建/进程队列 char c5;char s=R;int a,r,i,n;printf(请输入进程的数量:);scanf(%d,&n);for(i=1;ifront;if(!p) printf(时间片轮转调度队列为空!n);while(p) printf(pname=%s arrivetime=%dstate= %c,p-pname,p-arrivetime,p-runtime,p-state);printf(n);p=p-next;void RR(queue *head,int 时q)间/片轮转调度算法的实现 int t=head-front-arrivetim
8、e,lt=head-rear-arrivetime;第 2 页runtime=%d华北科技学院计算机系综合性实验报告if(head-front-runtimefront-runtime;elset=t+q;while(!empty(head)进/程队列不为空才可调度 PCB *p1,*p2;printf(n运行的时刻 运行的进程 运行后的状态n);while(tfront;printf( %2d %s,t,p1-pname);p1-runtime=p1-runtime-q;if(p1-runtimestate=C;printf( %cn,p1-state);head-front=p1-next
9、;free(p1);else /2.运行时间大于 0，向后找位置插入 printf( %cn,p1-state);p2=p1-next;while(p2-next&p2-arrivetime!=t) p2=p2-next;/此时无新进入队列的进程时 ,有两种情况 :1.不用找位置往后插入 ,队首不变，不做操作 2.找位置往后插入if(p2-arrivetime!=t) PCB *p3=p1,*p4;while(p3-next&p3-arrivetimenext;if(p3-arrivetimet) if(p4!=p1) /p1插在p4 后，头为 p1-next head-front=p1-ne
10、xt;p1-next=p4-next;p4-next=p1;else 不/做操作p4=p3=p2=NULL;elsep4=p3=p2=NULL;/此时有新进入队列的进程时:p1插在新进入队列的进程 p2 后，队首为 p1-next else head-front=p1-next;p1-next=p2-next;p2-next=p1;第 3 页华北科技学院计算机系综合性实验报告if(head-front-runtimefront-runtime;elset=t+q;while(t=lt)第/二种情况：当前运行的时间大于最后一个进程到达的时间做以下操作 p1=head-front;printf(
11、%2d %s,t,p1-pname);p1-runtime=p1-runtime-q;if(p1-runtimestate=C;printf( %cn,p1-state);head-front=p1-next;free(p1);else /2.运行时间大于 0，直接插在队尾 printf( %cn,p1-state);if(!p1-next) 若原/队列只有一个进程，不必往队尾插head-front=p1;else 若/原队列有多个进程 head-front=p1-next;head-rear-next=p1;head-rear=p1;p1-next=NULL;if(empty(head)/时
12、刻变化，队列为空时不做时刻变化return;else if(head-front-runtimefront-runtime;elset=t+q;void main() queue *head;int q;head=init();head=creat(head);printf(n您输入的时间片轮转进程队列为:n);print(head);printf(n请输入时间片轮转调度的时间片为:);scanf(%d,&q);RR(head,q); 时/间片轮转调度第 4 页华北科技学院计算机系综合性实验报告3.实验结果输入进程的数量，每个进程的名称、到达时间和服务时间，以及时间片：得到的结果为：第 5 页
13、华北科技学院计算机系综合性实验报告4.实验结果分析RR 算法：每次调度时，把CPU 分配给队首进程，并且令其执行一个时间片，时间片的大小 从几个 ms 到几百 ms 。当执行的时间片用完时，由一个计时器发出时钟中断请求，调度程序便 依据此信号来停止该进程的执行；并且把它送往就绪队列的队尾；然后，再把处理剂分配给就绪 队列中的新队首进程，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 个给定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相应所有用 户的请求。成功实现了 RR 轮转调度算法，验证了算法实现程序的正确性。完成了实验要求的输入。 5.实验心得通过
14、这次课程设计，我的收获颇丰。课程设计之初我对时间片轮转法基本上没有什么深入的 研究，只是通过课堂的讲解大致了解其思想。经过这将近两周的学习后，我对时间片轮转算法的 理解有了更进一步的提高，并通过自己设计程序，自己试验，自己调试对算法的内容更进一步的 深刻认识。在课程设计初期，我仍处于懵懂阶段，老师让我们去图书馆自行查阅资料。在这期间，我不 仅重新学习了时间片轮转算法的相关知识，还在图书馆找到一些别人书写的程序段，这对我了解 程序大致框架起了很大的帮助。完成程序的调试工作后，我掌握了 RR 轮转调度算法的实质，对于进程调度算法有了更为深 入的理解和认识，收获很大。评定项目算法正确程序结构合理语法、语义正确实验结果正确A B C D评定项目界面美观，布局合理操作熟练解析完整文字流畅A B C D教师评价报告规范其他：题解正确评价教师签名：年 月 日第 6 页