实验一进程调度实验报告书

淮海工学院计算机工程学院实验报告书
课程名：《操作系统原理A》
题目：进程调度
班级：软件132
学号：2013122907
姓名：孙莹莹
操作系统原理实验——进程调度实验报告
一、目的与要求
1）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 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。

2）按照实验题目要求独立正确地完成实验内容（编写、调试算法程序，提交程序清单及及相关实验数据与运行结果）
3）于2015年4月18日以前提交本次实验报告（含电子和纸质报告，由学习委员以班为单位统一打包提交）。

二、实验内容或题目
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之一实现（有能力的同学可同时实现两个调度算法）。

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。

4）本次实验内容（项目）的详细说明以及要求请参见实验指导书。

三、实验步骤与源程序
（1）流程图
（2）实验步骤
1）PCB的结构：优先级算法中，设PCB的结构如下图所示，其中各数据项的含义如下：
Id：进程标识符号，取值1—5。

Priority：优先级，随机产生，范围1—5。

Used：目前已占用的CPU时间数，初值为0；当该进程被调用执行时，每执行一个时间片，Used加1。

Need：进程尚需的CPU时间数，初值表示该进程需要运行的总时间，取值范围为5—10。

并随机产生，每运行一个时间片need减1；need为0则进程结束。

Status：进程状态R（运行），W（就绪），F（完成）；初始时都处于就绪状态。

Next：指向就绪队列中下一个进程的PCB的指针。

2）初始状态及就绪队列组织：
5个进程初始都处于就绪状态，进程标识1—5，used初值都为0。

各进程的优先级随机产生，范围1—5。

处于就绪状态的进程，用队列加以组织，队列按优先级由高到低依次排列，队首指针设为head，队尾指针为tail。

3）调度原则以及运行时间的处理：
正在执行的进程每执行一个时间片，其优先级减1（允许优先级为负）。

进程调度将在以下情况发生：当正在运行的程序其优先级小于就绪队列队首进程的优先级时。

程序中进程的运行时间以逻辑时间片为单位。

RUN ----当前运行进程指针；
HEAD──就绪进程队列的ＰＣＢ链链首指针；
TAIL──就绪进程队列的ＰＣＢ链链尾指针；
（3）源程序
#include"stdio.h"
#include"conio.h"
#include"stdlib.h"
#include<ctime>
typedef struct pcb
{
int id;//进程ID
int prior;//进程优先级
int used;//已使用的时间片
int need;//还需要的时间片
char status;//进程状态
}PCB;
PCB *head,p[5];
//打印显示
void print()
{
printf("--------------------------------------------------\n");
printf("进程ID\t优先级\t已使用时间片\t所需时间片\t状态\n");
for(int j = 0; j < 5; j++)
{
if(p[j].id>p[j+1].id)
{
int temp1;
temp1=p[j].id;
p[j].id=p[j+1].id;
p[j+1].id=temp1;
printf("%d\t %d\t %d\t\t %d\t\t%c\n
",p[j].id,p[j].prior,p[j].used,p[j].need,p[j].status);
}
}
//用冒泡算法,按优先级排序
void sort()
{
for(int i = 0; i < 5; i++)
for(int j = 0; j < 4 - i; j++)
if(p[j].prior < p[j+1].prior)
{
PCB temp = p[j];
p[j] = p[j+1];
p[j+1] = temp;
}
}
//初始化进程队列
void inputprocess()
{
srand(time(0));//为随机数产生种子
//依次为每个P[i]初始化
for(int i=0; i<5; i++)
{
p[i].id = i + 1;
p[i].prior = 5-i;//为优先级随机产生1 - 5 的整数
p[i].used = 0;
p[i].need = 5 + rand()%6;//为总的时间片产生5 - 10 的整数p[i].status = 'W';//各个进程的初始状态为就绪
}
sort();//按优先级排序
head = p;
printf("开始进程的状态:\n");
print();//打印进程状态
}
//按最高优先级优先调用进程队列
void runprocess()
PCB *p1 = NULL;
do
{
p1 = head;
head = p+1;
//根据优先级调度原则,判断队列队首进程是否能运行
while((p1->need > 0) && (p1->prior >= head->prior))
{
p1->need--;
p1->prior--;
p1->status = 'R';
p1->used++;
print();//打印进程状态
}
//如果进程总的时间片已经用完,一律将其进程优先级置为-20,状态为完成
if(p1->need == 0)
{
p1->prior = -20;
p1->status = 'F';
}
else
p1->status = 'W';
sort();//再次排序为下一次的运行做好准备
head = p;
}
while(head->prior != -20);
print();//显示最后各个进程的状态
printf("----------------------------------------------\n");
printf("所有进程已全部完成.");
}
int main()
{
inputprocess();//调用初始化进程自定义函数
runprocess();//调用调度进程的函数
return(1);
}
四、测试数据与实验结果（可以抓图粘贴）
五、结果分析与实验体会
虽然实验原理很简单，但是在编写代码的过程中遇到了不少的问题，在两个小时之内已经完成的大体代码的编写，但是之中存在不少的问题，导致了用了差不多四个小时的时间去调试才把它弄好，这主要归咎于在开始设计代码的不太合理，在后期使得代码结构有些混乱，使得调试更加的麻烦，以及对编程的不熟悉。

通过这个实验不仅使我对进程的调度算法有了更深的认识，使得理论知识得到的实践，也使我的编程能力得到了进一步提高。