先来先服务+响应比算法

实验报告书

课程名：《操作系统原理》题目：进程调度

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一、实验目的

进程是操作系统最重要的概念之一，进程调度是操作系统内核的重要功能，本实验要求用C/C++/Java语言编写一个进程调度模拟程序，使用优先级或时间片轮转法实现进程调度。本实验可加深对进程调度算法的理解。

二、实验内容

1、设计有5个进程并发执行的模拟调度程序，每个程序由一个PCB表示。

2、模拟调度程序可任选两种调度算法实现。

3、程序执行中应能在屏幕上显示出各进程的状态变化，以便于观察调度的整个过

程。

三、实验说明

1．先来先服务算法

FCFS调度算法需分别列出各进程的到达时间（arrivetime），要求服务时间（servertime），开始执行时间（starttime），完成时间（endtime）。并计算出相应的周转时间（turnroundtime），平均周转时间（avturnaroundtime）。这些数据都在程序中以变量的形式出现。

FCFS调度算法中的进程运行顺序由进程的到达时间所决定，即先到达的进程无论服务时间的长短优先运行。这种算法有利于长作业进程而不利于短作业进程。

2．最高响应比算法

高响应比算法是一种为各个进程引入了动态优先权的算法。优先权=（等待时间+要求服务时间）/要求服务时间。这使得进程的优先级一直随着等待时间的增加而以速率a 提高。因此高响应比算法与其他几种算法的不同在于短作业和先到达的作业会优先得到处理，但长作业在经过一定的等待时间之后，必然会有机会分配到处理机，因此长、短作业的处理得到了更加合理的分配。该算法既照顾了短作业，又考虑到了作业到达的先后顺序，不会使得长作业得不到服务，实现了一种较好的折衷。由于每次进行进程调度前都需要计算相应响应比，因此会增加系统开销。

3．实验程序流程图

四、实验源程序 #include using namespace std; #define MAX 10 struct task_struct { char name[10]; /*进程名称*/

int number; /*进程编号*/

P=HEAD ; i=0

P=Q;P=P->NEXT;

P=P->NEXT;

Q->STARTTIME =TIME

Q->STATE=’T ’ … …

开始

i++;输出执行进程信息

结束

P->STATE==’F ’?

Q->ARRIVETIME >

TIME?

i < n ?

Q->STARTTIME =ARRIVETIME Q->STATE=’T ’ … …

Y

N

Y

N

N

Y

float arrivetime; /*到达时间*/

float starttime; /*开始时间*/

float run_time; /*运行时间*/

float endtime; /*结束时间*/

int priority; /*优先级*/

int order; /*运行顺序*/

int run_flag;

}tasks[MAX];

int counter; /*实际进程个数*/ int fcfs(); /*先来先服务*/ int hrrn(); /*响应比高优先*/

int pinput(); /*进程参数输入*/

int poutput(); /*调度结果输出*/

void main()

{

int option;

pinput();

printf("请选择调度算法（0~4）:\n");

printf("1.先来先服务\n");

printf("2.响应比高优先\n");

printf("0.退出\n");

scanf("%d",&option);

switch (option)

{

case 0:

printf("运行结束。\n");

break;

case 1:

printf("对进程按先来先服务调度。\n\n");

fcfs();

poutput();

break;

case 2:

printf("对进程按响应比高优先调度。\n\n");

hrrn();

poutput();

break;

}

}

int fcfs() /*先来先服务*/

{

float time_temp=0; int i;

int number_schedul;

time_temp=tasks[0].arrivetime; for(i=0;i

tasks[i].starttime=time_temp;

tasks[i].endtime=tasks[i].starttime+tasks[i].run_time; tasks[i].run_flag=1;

time_temp=tasks[i].endtime; number_schedul=i;

tasks[number_schedul].order=i+1;

}

return 0;

}

int hrrn() /*响应比高优先*/

{

int j,number_schedul,temp_counter;

float temp_time,respond_rate,max_respond_rate; /*第一个进程被调度*/

tasks[0].starttime=tasks[0].arrivetime;

tasks[0].endtime=tasks[0].starttime+tasks[0].run_time;

temp_time=tasks[0].endtime;

tasks[0].run_flag=1;

tasks[0].order=1;

temp_counter=1; /*调度其他进程*/

while(temp_counter

{

max_respond_rate=0; for(j=1;j

{

if((tasks[j].arrivetime<=temp_time)&&(!tasks[j].run_flag))

{

respond_rate=(temp_time-tasks[j].arrivetime)/tasks[j].run_time;

if (respond_rate>max_respond_rate)

{

max_respond_rate=respond_rate;

number_schedul=j;

}

}

}

/*找响应比高的进程*/

tasks[number_schedul].starttime=temp_time;

tasks[number_schedul].endtime=tasks[number_schedul].starttime+tasks[number_schedul ].run_time;

temp_time=tasks[number_schedul].endtime;

tasks[number_schedul].run_flag=1;

temp_counter+=1;

tasks[number_schedul].order=temp_counter;

}

return 0;

}

int pinput() /*进程参数输入*/

{

int i;

printf("请输入运行进程数量:\n");

scanf("%d",&counter);

for(i=0;i

{

printf("******************************************\n");

printf("请输入序列为%d th :\n",i+1);

printf("请输入进程名称:\n");

scanf("%s",tasks[i].name);

printf("请输入进程编号:\n");

scanf("%d",&tasks[i].number);

printf("请输入进程到达时间:\n");

scanf("%f",&tasks[i].arrivetime);

printf("请输入进程服务时间:\n");

scanf("%f",&tasks[i].run_time);

printf("请输入优先级:\n");

scanf("%d",&tasks[i].priority);

tasks[i].starttime=0;

tasks[i].endtime=0;

tasks[i].order=0;

tasks[i].run_flag=0;

}

return 0;

}

int poutput() /*调度结果输出*/

{

int i;

float turn_round_time=0,f1,w=0;

printf("进程名称进程编号到达时间服务时间开始时间结束时间优先级结束顺序周转时间\n");

for(i=0;i

{

f1=tasks[i].endtime-tasks[i].arrivetime;

turn_round_time+=f1;

w+=(f1/tasks[i].run_time);

printf(" %s, %d, %5.3f, %5.3f, %5.3f, %5.3f, %d, %d, %5.3f\n",tasks[i].name,tasks[i].nu mber,

tasks[i].arrivetime,tasks[i].run_time,tasks[i].starttime,tasks[i].endtime,tasks[i].priority,tasks[i] .order,f1);

}

printf("平均周转时间=%5.2f\n",turn_round_time/counter);

printf("平均带权周转时间=%5.2f\n",w/counter);

return 0;

}

六、实验结果

七、实验感想:

本次试验的目的在于通过编程来实现操作系统中的各类进程调度算法，这不仅需要对于各类算法的了解，同时还需要结合已学的编程知识进行编辑。相比起JA V A，我选择了我更加熟悉，掌握的更为良好的C++语言来进行编程。

通过C++中的函数模块分类，将所需要表达的各类调度算法进行算法实现，然后通过SWITCH语句，以及输出菜单栏，将各类算法函数结合再一起最终完成了最后的源代码。在这个过程中运用到了指针调用，模块编辑等等C++程序内容。通过这次实验不但让我回顾了两类进程调度算法内容，还让我对于程序编译以及算法设计上有了新的认识与了解。