操作系统基于优先级的进程调度实验报告

计算机与信息技术学院综合性实验报告

一、实验目的：

通过优先级调度算法的模拟，加深进程概念和进程调度过程的理解。

二、实验仪器或设备：

微型计算机、Linux操作系统、dev C++

三、总体设计：

1、设计原理及方案：1)在Linux下用C语言编程模拟优先级程调度算法。为了清楚地

观察每个进程的调度过程，程序将每个时间片内的进程情况显示出来。2)进程控制块是进程存在的唯一标志，因此，在模拟算法中每一个进程用一个进程控制块PCB来代表，PCB用一结构体表示。3)进程在运行过程中其状态将在就绪、执行、完成几种状态之间转换，同时进程可能处于不同的队列中，如就绪队列。在优先级调度算法中，选择单向队列，入队既是将进程控制块插入队尾，出队既是按优先级重新排列的队，删除队头元素。4）为了便于处理，程序中的某进程运行时间以时间片为单位计算。各进程的优先级认为输入，运行所需时间随机产生。5）优先权调度算法采用动态优先权，进程每运行一个时间片，优先数减1；进程在就绪队列等待一个时间单位，优先数加1。6）对于遇到优先权一致的情况，采用FCFS策略解决。7）由于是模拟进程调度，所以，对被选中的进程并不实际启动运行，而是修改进程控制块的相关信息来模拟进程的一次运行。

2、分别用两种调度算法对伍个进程进行调度。每个进程可有三种状态；执行状态（R）、就

绪状态（W,包括等待状态）和完成状态（F，并假定初始状态为就绪状态。

（1）进程控制块结构如下：

name——进程标示符

prio——进程优先数

cputime——进程累计占用CPU的时间片数

needtime——进程到完成还需要的时间片数

state——进程状态

next——链指针

（2）进程的就绪态和等待态均为链表结构，共有四个指针如下：

run——当前运行进程指针

ready——就绪队列头指针

tall——就绪队列尾指针

finish——完成队列头指针

2、程序流程图：

四、按照流程图编写代码

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/* 优先级调度算法

#include

#include

#include

typedef struct node

{

char name[20]; /*进程的名字*/

int prio; /*进程的优先级*/

int cputime; /*CPU执行时间*/

int needtime; /*进程执行所需要的时间*/

char state;/*进程的状态，W——就绪态，R——执行态，F——完成态*/

int count; /*记录执行的次数*/

struct node *next; /*链表指针*/

}PCB;

PCB *ready=NULL,*run=NULL,*finish=NULL; /*定义三个队列，就绪队列，执行队列和完成队列*/

int num;

void GetFirst(); /*从就绪队列取得第一个节点*/

void Output(); /*输出队列信息*/

void InsertPrio(PCB *in);//创建优先级队列规定优先数越小优先级越高

void PrioCreate(); /*优先级输入函数*/

void Priority(); /*按照优先级调度*/

int main(void)

{ printf("请输入要创建的进程数目:\n");

scanf("%d",&num);

getchar();

printf("优先级调度算法： \n");

PrioCreate();

Priority();

Output();

return 0;

}

void GetFirst() /*取得第一个就绪队列节点*/

{ run = ready;

if(ready!=NULL)

{ run ->state = 'R';

ready = ready ->next;

run ->next = NULL;

}

}

void Output() /*输出队列信息*/

{ PCB *p;

p = ready;

printf("进程名\t优先级\tcpu时间\t需要时间\t进程状态\t计数器\n"); while(p!=NULL)

{printf("%s\t%d\t%d\t%d\t\t%c\t\t%d\n",p->name,p->prio,p->cputime,p->need time,p->state,p->count);

p = p->next;

}

while(p!=NULL)

{printf("%s\t%d\t%d\t%d\t\t%c\t\t%d\n",p->name,p->prio,p->cputime,p->need time,p->state,p->count);

p = p->next;

}

p = run;

while(p!=NULL)

{printf("%s\t%d\t%d\t%d\t\t%c\t\t%d\n",p->name,p->prio,p->cputime,p->need time,p->state,p->count);

p = p->next;

}

}

void InsertPrio(PCB *in) //创建优先级队列，规定优先数越小，优先级越低

{ PCB *fst,*nxt;

fst = nxt = ready;

if(ready == NULL) /*如果队列为空，则为第一个元素*/

{ in->next = ready;

ready = in;

}

else /*查到合适的位置进行插入*/

{if(in ->prio >= fst ->prio)/*比第一个还要大，则插入到队头*/

{ in->next = ready;

ready = in;

}

else

{while(fst->next != NULL) /*移动指针查找第一个别它小的元素的位置进行插入*/

{ nxt = fst;

fst = fst->next;

}

if(fst ->next == NULL) /*已经搜索到队尾，则其优先级数最小，将其插入到队尾即可*/

{ in ->next = fst ->next;

fst ->next = in;

}

else /*插入到队列中*/

{ nxt = in;

in ->next = fst;

}

}

}

}

void InsertTime(PCB *in) /*将进程插入到就绪队列尾部*/