时间片轮转调度算法试验报告

xx大学操作系统实验报告
姓名：学号：班级：
实验日血厂——
实验名称：时间片轮转RR进程调度算法
实验二时间片轮转RR进程调度算法
1.实验目的：通过这次实验,理解时间片轮转RR进程调度算法的运行原理,进一步掌握
进程状态的转变、进程调度的策略及对系统性能的评价方法.
2.需求分析
(1)输入的形式和输入值的范围；
输入：进程个数n范围：0<n<=100
时间片q
依次输入(进程名
进程到达时间
进程效劳时间)
输出的形式
所有进程平均周转时间：
所有进程平均带权周转时间：
(3)程序所能到达的功能
1)进程个数n,输入时间片大小q,每个进程的到达时间Ti,…n,和效劳时间S1,•••n,S
2)要求时间片轮转法RR调度进程运行,计算每个进程的周转时间和带权周转时间,并且计算所有进程的平均周转时间和带权平均周转时间；
3)输出：模拟整个调度过程,输出每个时刻的进程运行状态；
4)输出：输出计算出来的每个进程的周转时间、带权周转时间、所有进程的平均周转时间以及带权平均周转时间.
(4)测试数据,包括正确的输入及其输出结果和含有错误的输入及其输出结果.
正确输入：
错误输入：
2、概要设计
所有抽象数据类型的定义：
staticintMaxNum=100
intArrivalTime//到达时间
intServiceTime//效劳时间
intFinishedTime//结束时间
intWholeTime//周转时间
doubleWeightWholeTime//带权周转时间
doubleAverageWT//平均周转时间
doubleAverageWWT//平均带权周转时间
主程序的流程:
变量初始化
接受用户输入的n,q,T1--..TnS1--.Sn;
进行进程调度,计算进程的开始运行时间、结束时间、执行顺序、
周转时间、带权周转时间；
计算所有进程的平均周转时间、平均带权周转时间；
根据格式输出调度结果.
各程序模块之间的层次(调用)关系
Main函数通过对Input函数进行调用,对函数的成员变量进行赋值,
再通过RRAlgorithm函数求出题目要求的各个数据结果,最后通过display函数对结果进行格式输出.
3、详细设计
实现程序模块的具体算法.
voidRRAlgorithm()
{
charprocessMoment[100];//存储每个时间片p对应的进程名称
RRqueue.push(RRarray[0]);
intprocessMomentPoint=0;
intCurrentTime=0;
inttempTime;〃声明此变量限制CurrentTime的累加时间,当前进程的效劳
时间小于时间片q的时候,起到重要作用
inti=1;//指向还未处理的进程的下标
intfinalProcessNumber=0;〃执行RR算法后,进程的个数
intprocessTime[50];
//CurrentTime的初始化
if(RRarray[0].ServiceTime>=q)
CurrentTime=q;
}
else
{
CurrentTime=RRarray[0].ServiceTime;
}
while(!RRqueue.empty())
{
for(intj=i;j<n;j++)//使得满足进程的到达时间小于当前时间的进程都
进入队列
{
if(RRarray[j].name!=NULL&&CurrentTime>=RRarray[j].ArrivalTime){
RRqueue.push(RRarray[j]);
i++;
}
}
if(RRqueue.front().ServiceTime<q)
{
tempTime=RRqueue.front().ServiceTime;
}
else
{
tempTime=q;
}
RRqueue.front().ServiceTime-=q;//进程每执行一次,就将其效劳时间
-q
//将队首进程的名称放入数组中
processMoment[processMomentPoint]=RRqueue.front().name;
processMomentPoint++;
processTime[finalProcessNumber]=tempTime;
finalProcessNumber++;
if(RRqueue.front().ServiceTime<=0)//把执行完的进程退出队列
{
//RRqueue.front().FinishedTime=CurrentTime;
RRqueue.pop();//如果进程的效劳时间小于等于,即该进程已经服
务完了,将其退栈
}
else
{
//将队首移到队尾
RRqueue.push(RRqueue.front());
RRqueue.pop();
}
CurrentTime+=tempTime;
//进程输出处理每个时间段对应的执行的进程
cout<<"各进程的执行时刻信息："<<endl;
cout<<""<<"0时刻-->"<<setw(2)<<processTime[0]<<时亥1J";
processTime[finalProcessNumber]=0;
inttime=processTime[0];
intcount=0;
for(i=0;i<finalProcessNumber;i++)
{
count=0;
cout<<setw(3)<<processMoment[i]<<setw(3)<<endl;
while(RRarray[count].name!=processMoment[i]&&count<n){
count++;
}
RRarray[count].FinishedTime=time;
if(i<finalProcessNumber-1)
{
cout<<setw(3)<<time<<"时亥1J"<<"-->"<<setw(2)<<time+ processTim e[i+1]<<‘时亥1J"<<setw(3);
time+=processTime[i+1];
}
}
cout<<endl;
//周转时间、带权周转时间、平均周转时间、带权平均周转时间的计算
//1.周转时间=完成时间-到达时间
//2.带权周转时间=周转时间/效劳时间
for(i=0;i<n;i++)
{
RRarray[i].WholeTime=RRarray[i].FinishedTime-RRarray[i].ArrivalTime;
RRarray[i].WeightWholeTime=
(double)RRarray[i].WholeTime/RRarray[i].ServiceTime;
}
doublex=0,y=0;
for(i=0;i<n;i++)
{
x+=RRarray[i].WholeTime;
y+=RRarray[i].WeightWholeTime;
}
AverageWT=x/n;
AverageWWT=y/n;
}
4、调试分析
(1)调试过程中遇到的问题以及解决方法,设计与实现的回忆讨论和分析
在算法设计时,由于一开始不知道如何将位于队首的进程,在执行完后如何移
至队尾进行循环,所以思考了很久,后来想到将队首进程进行重新压入队列从而解
决了此问题.
(2)算法的性能分析
每个进程被分配一个时间段,即该进程允许运行的时间.如果在时间片结束时进程还在运行,那么CPU 将被剥夺并分配给另一个进程.如果进程在时间片结束前阻塞或结束,那么CPU 当即进行切换.调度程序所要做的就是维护一张就绪进程列表,当进程用完它的时间片后,它被移到队列的末尾.
(3)经验体会
通过本次实验,深入理解了时间片轮转RR 进程调度算法的思想,培养了自己的动手水平,通过实践加深了记忆.
5、用户使用说明
程序的使用说明,列出每一步的操作步骤
charname;
intArrivalTime;
intServiceTime;
intFinishedTime;
intWholeTime;
doubleWeightWholeTime;
}RR;
staticqueue<RR>RRqueue;〃声明一个队列
staticdoubleAverageWT=0,AverageWWT=0;
staticintq;//时间片 7、附录
营汗牌的懈睛/侬辉硒|整典秘 #include<iostream>
#include<queue>
#include<iomanip>
#include<fstream>#de fineMaxNum100usingna
mespacestd;
运行队首进程
typedefstruct
{ 进程运彳r 时间-时间片时间
时间和预计效劳时间
运行完成,将进程从队列中取出
staticintn;//进程个数staticRRRRarray[MaxNum];〃进程结构voidInput()
{
//文件读取模式
ifstreaminData;
inData.open("./data4.txt");
//data.txt 表示q=4的RR 调度算法
//data2.txt 表示q=1的RR 调度算法inData>>n;
inData>>q;
for(inti=0;i<n;i++)
{
inData>>RRarray[i].name;
}
for(i=0;i<n;i++)
{
inData>>RRarray[i].ArrivalTime;
}
for(i=0;i<n;i++)
{
inData>>RRarray[i].ServiceTime;
}
//用户输入模式
****************************************************************〞 <endl;
cout<<"请输入进程个数n:";
cin>>n;
cout<<"请输入时间片q:";
cin>>q;
cout<<"请按到达时间的顺序依次输入进程名："<<endl;
for(i=0;i<n;i++)
{
cin>>RRarray[i].name;
}
cout<<"请从小到大输入进程到达时间："<<endl;
for(i=0;i<n;i++)
{
cin>>RRarray[i].ArrivalTime;
}
cout<<〞请按到达时间的顺序依次输入进程效劳时间："<<endl; for(i=0;i<n;i++)
{
cin>>RRarray[i].ServiceTime;
}
****************************************************************〞 <endl;
//输出用户所输入的信息
cout<<"Theinformationofprocessesisthefollowing:"<<endl; cout<<"
cout<<"
cout<<setw(10)<<"进程名"<<""；
cout<<setw(10)<<‘到达时间"<<""；
cout<<setw(10)<<"效劳时间"<<""<<endl;
for(i=0;i<n;i++)
{
cout<<setw(10)<<RRarray[i].name<<"";
cout<<setw(10)<<RRarray[i].ArrivalTime<<"";
cout<<setw(10)<<RRarray[i].ServiceTime<<""<<endl;}
****************************************************************〞
cout<<"
<endl;
}
voidRRAlgorithm(){
charprocessMoment[100];//存储每个时间片p对应的进程名称
RRqueue.push(RRarray[0]);
intprocessMomentPoint=0;
intCurrentTime=0;
inttempTime;〃声明此变量限制CurrentTime的累加时间,当前进程的效劳时
间小于时间片q的时候,起到重要作用
inti=1;//指向还未处理的进程的下标
intfinalProcessNumber=0;//执行RR算法后,进程的个数
intprocessTime[50];
//CurrentTime的初始化
if(RRarray[0].ServiceTime>=q)
{
CurrentTime=q;
}
else
{
CurrentTime=RRarray[0].ServiceTime;
}
while(!RRqueue.empty())
{
for(intj=i;j<n;j++)//使得满足进程的到达时间小于当前时间的进程都进入队列
{
if(RRarray[j].name!=NULL&&CurrentTime>=RRarray[j].ArrivalTime){ RRqueue.push(RRarray[j]);
i++;
}
}
if(RRqueue.front().ServiceTime<q)
{
tempTime=RRqueue.front().ServiceTime;else{tempTime=q;
}
RRqueue.front().ServiceTime-=q;//进程每执行一次,就将其效劳时间-q
//将队首进程的名称放入数组中
processMoment[processMomentPoint]=RRqueue.front().name;
processMomentPoint++;
processTime[finalProcessNumber]=tempTime;
finalProcessNumber++;
if(RRqueue.front().ServiceTime<=0)//把执行完的进程退出队列{ //RRqueue.front().FinishedTime=CurrentTime;
RRqueue.pop();//如果进程的效劳时间小于等于,即该进程已经效劳完了,将其退栈
}else
{
//将队首移到队尾
RRqueue.push(RRqueue.front());
RRqueue.pop();
}
CurrentTime+=tempTime;
}
//进程输出处理每个时间段对应的执行的进程
cout<<"各进程的执行时刻信息："<<endl;
cout<<""<<"0时刻-->"<<setw(2)<<processTime[0]<<时亥1J";
processTime[finalProcessNumber]=0;
inttime=processTime[0];
intcount=0;
for(i=0;i<finalProcessNumber;i++){
count=0;
cout<<setw(3)<<processMoment[i]<<setw(3)<<endl;
while(RRarray[count].name!=processMoment[i]&&count<n){
count++;
}
RRarray[count].FinishedTime=time;
if(i<finalProcessNumber-1){
cout<<setw(3)<<time<<"时刻
"<<"-->"<<setw(2)<<time+processTime[i+1]<<‘时亥1J"<<setw(3);
time+=processTime[i+1];
}
}cout<<endl;
//周转时间、带权周转时间、平均周转时间、带权平均周转时间的计算
//1.周转时间=完成时间-到达时间
//2.带权周转时间=周转时间/效劳时间
for(i=0;i<n;i++)
{
RRarray[i].WholeTime=RRarray[i].FinishedTime-RRarray[i].ArrivalTime;
RRarray[i].WeightWholeTime=
(double)RRarray[i].WholeTime/RRarray[i].ServiceTime;
}
doublex=0,y=0;for(i=0;i<n;i++){
x+=RRarray[i].WholeTime;
y+=RRarray[i].WeightWholeTime;
}
AverageWT=x/n;
AverageWWT=y/n;
}
cout<<" <<endl;
******************************************************〞
voiddisplay()
cout<<"RR 调度算法执行后：进程相关信息如下："<<endl;
cout<<setw(10)<<〞进程名(ID)"<<"";
cout<<setw(10)<<‘到达时间"<<""；
cout<<setw(10)<<"效劳时间"<<""；
cout<<setw(10)<<'完成时间"<<""；
cout<<setw(10)<<"周转时间"<<"";
cout<<setw(10)<<,带权周"$时间〞<<endl;
for(inti=0;i<n;i++)
{
cout<<setw(10)<<RRarray[i].name<<,,;
cout<<setw(10)<<RRarray[i].ArrivalTime<<,,cout<<setw(10)<<RRarray[i].ServiceTime<<,,;
cout<<setw(10)<<RRarray[i].FinishedTime<<,,cout<<setw(10)<<RRarray[i].WholeTime<<,,;
cout<<setw(10)<<RRarray[i].WeightWholeTime<<,,<<endl;;
}
coutvv 〞所有进程的平均周转时间="vvAverageWTvvendl;
cout<<〞所有进程的平均带权周转时间="vvAverageWWTvvendl; }
intmain(){
Input();
RRAlgorithm();display();
return0; cout<<, <<endl;
******************************************************〞。