进程调度算法磁盘调度算法银行家算法操作系统课程设

操作系统课程设计说明书学院名称：专业班级：姓名：学号：2013年1月1日评分标准优秀：有完整的符合标准的文档，文档有条理、文笔通顺，格式正确，程序完全实现设计要求，独立完成；良好：有完整的符合标准的文档，文档有条理、文笔通顺，格式正确；程序完全实现设计要求，独立完成，但存在少量错误；中等：有完整的符合标准的文档，有基本实现设计方案的软件，设计方案正确；及格：有完整的符合标准的文档，有基本实现设计方案的软件，设计方案基本正确；不及格：没有完整的符合标准的文档，软件没有基本实现设计方案，设计方案不正确。

没有独立完成，抄袭或雷同。

成绩评定为：。

指导教师：年月日目录一．进程调度算法4-----23 页二．银行家算法24-----34 页三．磁盘调度算法35------46页进程调度算法1．设计目的在多道程序设计中，经常是若干个进程同时处于就绪状态，必须依照某种策略决定哪个进程优先占有处理机，因而必须解决进程调度的问题，进程调度算法就是要解决进程调度的问题。

2. 任务及要求2.1 设计任务设计程序来模拟进程的四种调度算法，模拟实现调度的基本功能。

2.2 设计要求产生的各种随机数要加以限制，如alltime限制在40以内的整数。

进程的数量n不能取值过大。

3. 算法及数据结构3.1算法的总体思想（流程）每个用来标识进程的进程控制块PCB用结构来描述，包括以下字段：（1）进程优先数ID，其中0为闲逛进程，用户进程的标识数为1，2，3…。

（2）进程优先级Priority，闲逛进程（idle）的优先级为0，用户进程的优先级大于0，且随机产生，优先数越大，优先级越高。

（3）进程占用的CPU时间CPUtime，进程每运行一次，累计值等于4。

（4）进程总共需要运行时间Alltime，利用随机函数产生。

（5）进程状态，0：就绪态；1：运行态；2：阻塞态。

利用链表将数据连接起来，实现数据的存储。

3.2 链表模块3.2.1 功能实现链表的存储功能，以及实现存储的查找功能。

3.2.2 数据结构构造链表这个数据结构，以及链表的初始化，链表的插入，链表的长度。

3.2.3算法typedef struct{ElemType *elem;int length;int listsize;}SqList;Status InitList(SqList &l){l.elem=(ElemType*)malloc(LIST_INIT_SIZE*sizeof(ElemType));if(!l.elem) exit(OVERFLOW);l.length=0;l.listsize=LIST_INIT_SIZE;return OK;}int ListLength(SqList l){return(l.length);}Status ListInsert_Sq(SqList &L,int i, ElemType e){//在顺序表L的第i个位置前插入元素e,i的合法值为1..L.length+1if(i<1||i>L.length+1)return ERROR;if(L.length>=L.listsize){ElemType*newbase=(ElemType*)realloc(L.elem,(L.listsize+LISTINCREMENT)*sizeof(ElemType));if(!newbase) exit(OVERFLOW);L.elem=newbase;L.listsize+=LISTINCREMENT;}ElemType *q=&L.elem[i-1], *p=&L.elem[L.length-1];while(p>=q){*(p+1)=*p; --p;} //插入位置后的元素右移*q=e;++L.length;return OK;}Status GetElem(SqList L,int i,ElemType &e){if(i<=0||i>L.length)return ERROR;elsee=*(L.elem+i-1);return OK;}void Outputlist(SqList &L){if(0==L.length)printf("空集!");elsefor(int i=0;i<L.length;++i){printf("%c",*(L.elem+i));}}3.3 主函数模块3.3.1功能实现进程调度的四种算法，以及人机交互的菜单。

3.3.2 数据结构主要包括五个部分，分别是四种算法，和进程的输入和菜单部分，功能分别实现。

3.3.3算法void main(){for(1;;){int number;PCB pcb[100] ;srand(time(0));int max;int ppp[100];int time=0;int time1;int m;int a[100];a[0]=0;printf("\n*************************进程调度算法的模拟***************************\n");printf("* 1.先到先服务调度 2.最短作业优先调度*\n");printf("* 3.优先权调度 4.轮转发调度*\n");printf("******************************************************* ***************");printf("\n请选择调度的方法: ");scanf("%d",&m);if(m!=1&&m!=2&&m!=3&&m!=4){printf("输入错误! 重新输入: ");scanf("%d",&m);if(m!=1&&m!=2&&m!=3&&m!=4){printf("输入错误! 重新输入: ");scanf("%d",&m);if(m!=1&&m!=2&&m!=3&&m!=4){printf("输入错误! 重新输入: ");scanf("%d",&m);if(m!=1&&m!=2&&m!=3&&m!=4){printf("输入错误! 重新输入: ");scanf("%d",&m);}}}}printf("请输入进程的个数: ");scanf("%d",&number);printf("\n开始时用户进程均为就绪状态,运行时间随机产生\n\n"); SqList sq;InitList(sq);for(int r=0;r<number;r++){pcb[r].CPUtime=0;}for(int i=0;i<number;i++){pcb[i].Priority=rand()%50;while(1){if(pcb[i].Priority<20){pcb[i].Priority=rand()%50;}elsebreak;}pcb[i].Alltime=rand()%40;while(1){if(pcb[i].Alltime<10){pcb[i].Alltime=rand()%40;}elsebreak;}}for(int j=0;j<number;j++){ListLength(sq);ListInsert_Sq(sq,ListLength(sq),pcb[i] );}if(m==1){printf("\n****************程序演示开始*****************\n");int coun=0; //计数变量int wait[100]; //等待时间数组wait[0]=0;int Allwait=0;for(int i1=0;i1<number;i1++){printf("下面开始调用第%d个进程；\n",i1);printf("开始时间为%d 执行时间为%d\n",coun,pcb[i1].Alltime);coun+=pcb[i1].Alltime;if(i1!=0){wait[i1]=pcb[i1-1].Alltime+wait[i1-1];}}for(int i2=0;i2<number;i2++){Allwait=wait[i2]+Allwait;}printf("平均等待时间为:%d\n",Allwait/number);}if(m==2){int min=pcb[0].Alltime;int wait1[100];wait1[0]=0;int in=0;int coun1=0;printf("*****************最短作业优先调度!********************\n");cout<<"进程所需时间分别是:"<<endl;for(i=0;i<number;i++){cout<<pcb[i].Alltime<<endl;}printf("进程调度的顺序为: ");for(i=0;i<number;i++){min=50;for(j=0;j<number;j++){if(pcb[j].Alltime<min){min=pcb[j].Alltime;in=j;}}printf("%d ",in+1);pcb[in].Alltime+=50;}}if(m==3){printf("ID 优先级运行总时间进程状态\n");for(int k=0; k<number; k++){printf("%d %d %d 就绪\n",k+1, pcb[k].Priority, pcb[k].Alltime);}printf("\n***********************程序调度演示开始***********************\n");for(int f=1;f<1000;f++){int count=0,count1=0;for(int i=0;i<number;i++){ppp[i]=pcb[i].Priority;if(pcb[i].Alltime!=0){count1++;}}count1--;time=time+count1*4;max=Max(ppp,number);if(pcb[max].Alltime==0){ppp[max]=-1;pcb[max].Priority=-1;max=Max(ppp,number);}pcb[max].Priority-=4;pcb[max].Alltime-=4;pcb[max].CPUtime+=4;if(pcb[max].Alltime<=0){pcb[max].Alltime=0;}for(int w=0;w<number;w++){if(pcb[w].Alltime==0){ppp[w]=-1;pcb[w].Priority=-1;}}for(int e=0; e<number;e++){pcb[e].Priority++;}printf("\n##########第%d个进程正在执行!##########\n",max+1);printf("\n第%d次调度结束，运行结果为:\n\n",f);printf("ID 优先级需要总时间执行时间\n");for(int k=0; k<number; k++){printf("%d %d %d %d \n",k+1,pcb[k].Priority, pcb[k].Alltime,pcb[k].CPUtime);}for(int l=0;l<number;l++){if(pcb[l].Alltime==0)count++;}if(count==number){break;}}time1=time/number;printf("\n*****************************用户进程全部执行完毕!******************************");printf("\n\n平均等待时间是: ");printf("%d\n\n",time1);}if(m==4){printf("ID 运行总时间进程状态\n");for(int k=0; k<number; k++){printf("%d %d 就绪\n",k+1, pcb[k].Alltime);}printf("\n***********************程序调度演示开始***********************\n");for(int f=1;f<1000;f++){int count=0;for(i=0;i<number;i++){if(pcb[i].Alltime==0){continue;}if(pcb[i].Alltime>0){pcb[i].Alltime-=4;pcb[i].CPUtime+=4;}if(pcb[i].Alltime<0)pcb[i].Alltime=0;}/////////////////////////////////////////////////////printf("\n##########第%d个进程正在执行!##########\n",i+1);printf("\n第%d次调度结束，运行结果为:\n\n",f);printf("ID 需要时间执行时间\n");for(int k=0; k<number; k++){printf("%d %d %d \n",k+1, pcb[k].Alltime,pcb[k].CPUtime);}////////////////////////////////////////////////////}for(int l=0;l<number;l++){if(pcb[l].Alltime==0)count++;}if(count==number){break;}printf("\n*****************************用户进程全部执行完毕!******************************");}}}4. 实验结果及分析4.1 实验结果先到先服务算法的实验结果如下：最短作业优先调度的实验结果如下：优先权调度算法的实验结果如下：轮转法调度的实验结果如下：4.2 结果分析本次试验基本实现了进程调度的四种算法，每一种算法都能模拟出算法的具体过程。