操作系统实验二进程调度

实验二进程调度算法的设计

一、实验内容

实现短进程优先调度算法（SPF）和时间片轮转调度算法（RR）

二、实验目的

通过对进程调度算法的设计，深入理解进程调度的原理。

进程是程序在一个数据集合上运行的过程，它是系统进行资源分配和调度的一个独立单位。

进程调度分配处理机，是控制协调进程对CPU的竞争，即按一定的调度算法从就绪队列中选中一个进程，把CPU的使用权交给被选中的进程。

进程通过定义一个进程控制块的数据结构（PCB）来表示；每个进程需要赋予进程ID、进程到达时间、进程需要运行的总时间的属性；在RR中，以1为时间片单位；运行时，输入若干个进程序列，按照时间片输出其执行序列。

三、实验题目

实现短进程优先调度算法（SPF）和时间片轮转调度算法（RR）

[提示]：

(1) 先来先服务（FCFS）调度算法

原理：每次调度是从就绪队列中，选择一个最先进入就绪队列的进程，把处理器分配给该进程，使之得到执行。该进程一旦占有了处理器，它就一直运行下去，直到该进程完成或因发生事件而阻塞，才退出处理器。

将用户作业和就绪进程按提交顺序或变为就绪状态的先后排成队列，并按照先来先服务的方式进行调度处理，是一种最普遍和最简单的方法。它优先考虑在系统中等待时间最长的作业，而不管要求运行时间的长短。

按照就绪进程进入就绪队列的先后次序进行调度，简单易实现，利于长进程，CPU繁忙型作业，不利于短进程，排队时间相对过长。

(2) 时间片轮转调度算法RR

原理：时间片轮转法主要用于进程调度。采用此算法的系统，其程序就绪队列往往按进程到达的时间来排序。进程调度按一定时间片（q）轮番运行各个进程.

进程按到达时间在就绪队列中排队，调度程序每次把CPU分配给就绪队列首进程使用一个时间片，运行完一个时间片释放CPU，排到就绪队列末尾参加下一轮调度，CPU分配给就绪队列的首进程。

固定时间片轮转法：

1 所有就绪进程按 FCFS 规则排队。

2 处理机总是分配给就绪队列的队首进程。

3 如果运行的进程用完时间片，则系统就把该进程送回就绪队列的队尾，重新排队。

4 因等待某事件而阻塞的进程送到阻塞队列。

5 系统把被唤醒的进程送到就绪队列的队尾。

可变时间片轮转法：

1 进程状态的转换方法同固定时间片轮转法。

2 响应时间固定，时间片的长短依据进程数量的多少由T = N × （q + t ）给出的关系调整。

3 根据进程优先级的高低进一步调整时间片，优先级越高的进程，分配的时间片越长。多就绪队列轮转法：

(3) 算法类型

(4)模拟程序可由两部分组成，先来先服务（FCFS）调度算法，时间片轮转。流程图如下:

(5) 按模拟算法设计程序，运行设计的程序，观察得到的结果。

四、主要数据结构

每一个进程用一个进程控制块PCB 表示，参考的proc 结构定义如下：

struct proc {

char p_pid; //进程标识数

char p_pstat; //进程状态

caddr_t p_addr; //进程图象在内存中首址

int p_size; //进程图象的长度

char p_pri; //进程优先数

char p_cpu; //进程当前运行的时间

int p_time; //作业运行的（剩余）总时间

char p_wchan; //进程睡眠原因

structproc *p_next, *p_prior;//进程proc 的双向链指针

}

系统中有一个全局变量curproc 指向现运行进程，还要定义几个队列的首指针。

本来记错了题目，就写了优先级调度了，后来就改了一下变成了短进程优先算法。代码如下：#include

#include

#include

#include

#include

using namespace std;

//优先权法pcb

class PCB//类定义PCB表，适用于优先数

{

public:

int ID;

int priority;

int CPUtime;//runnedtime

int ALLtime;//needtime

int State;//1ready 2runing 3finish

int flag;//flag=1 finished

void set_PCB(int a,int b,int c,int d, int e,int f)

{

ID=a;

priority = b;

CPUtime=c;

ALLtime=d;

State=e;

flag=f;

}

};

//轮转法pcb

class PCB2

{

public:

int ID;

int CPUtime;

int ALLtime;

int State;

int flag;

void set_PCB2(int a,int b,int c,int d, int e)

{

ID=a;

CPUtime=b;

ALLtime=c;

State=d;

flag=e;

}

};

bool priority_sort_higher(const PCB &m, const PCB &n)//sort函数，定义按优先数排序，当优先数相同时按序号排序（即先进先出）/priority high idsmall

{

if(m.priority == n.priority) return m.ID< n.ID;

return m.priority > n.priority;

}

bool ALLtime_sort_higher(const PCB &m, const PCB &n)//sort函数，短时间优先数排序

{

if(m.ALLtime == n.ALLtime) return m.ID< n.ID;

return m.ALLtime < n.ALLtime;

}

void priority_way(vector &pcb, vector &wait,int pcbnum)//优先数算法

{

vector::iterator it1;