进程调度程序设计报告(源代码)

课程设计报告

题 目 进程调度程序设计

课 程 名 称 操作系统课程设计 院 部 名 称 计算机工程学院

专 业 计算机科学与技术

班 级 13计算机科学与技术(单)(1) 学 生 姓 名 周敏健

学 号 **********

课程设计地点 A104

课程设计学时 20学时

指 导 教 师 何 健

金陵科技学院教务处制 成绩

目录

摘要 (3)

一、课程设计的目的和要求 (4)

二、系统需求分析 (4)

三、总体设计 (5)

四、详细设计 (6)

五、测试、调试过程 (9)

六、结论与体会 (11)

七、参考文献 (12)

附录：源程序 (12)

课程设计课题

进程调度程序设计

摘要

在多道系统中，对批处理作业需要进行作业调度。作业调度是在资源满足的条件下，将处于就绪状态的作业调入内存，同时生成与作业相对应的进程，并未这些进程提供所需要的资源。进程调度需要根据进程控制块（PCB）中的信息，检查系统是否满足进程的资源需求。只有在满足进程的资源需求的情况下，系统才能进行进程调度。下面是几种常见的作业调度算法：先来先服务（FCFS）、优先算法、轮换算法、短作业优先算法以及最高响应比优先法等，本文将对前两种算法进行详细的介绍。

关键词：进程调度，优先级，FCFS，PCB，作业，资源

一、课程设计的目的和要求

1、目的

进程调度是处理机管理的核心内容。本设计要求用C语言编写和调试一个简单的进程调度程序。通过设计本可以加深理解有关进程控制块、进程队列的概念，并体会和了解最高优先数优先的调度算法（即把处理机分配给优先数最高的进程）和先来先服务算法的具体实施办法。

2、要求

1）进程调度算法：采用最高优先数优先的调度算法（即把处理机分配给优先数最高的进程）和先来先服务算法。

2）每个进程有一个进程控制块（PCB）表示。进程控制块可以包含如下信息：进程名、优先数、到达时间、需要运行时间、已用CPU时间、进程状态等等。

3）进程的优先数及需要的运行时间可以事先人为地指定（也可以由随机数产生）。进程的到达时间为进程输入的时间。进程的运行时间以时间片为单位进行计算。

4）每个进程的状态可以是就绪W（Wait）、运行R（Run）、或完成F（Finish）三种状态之一。

5）就绪进程获得CPU后都只能运行一个时间片。用已占用CPU时间加1来表示。如果运行一个时间片后，进程的已占用CPU时间已达到所需要的运行时间，则撤消该进程，如果运行一个时间片后进程的已占用CPU时间还未达所需要的运行时间，也就是进程还需要继续运行，此时应将进程的优先数减1（即降低一级），然后把它插入就绪队列等待CPU。

6）每进行一次调度程序都打印一次运行进程、就绪队列、以及各个进程的PCB，以便进行检查。

7）重复以上过程，直到所要进程都完成为止。

二、系统需求分析

编写一个模拟进程调度的程序，将每个进程抽象成一个进程控制块PCB，PCB 用一个结构体描述。

采用两种不同的调度算法来实现功能，主要有如下几大功能模块组成。

（1）创建优先数PCB模块

用循环来实现对每个进程的进程名、进程优先数（随机分配）以及所需时间的录入。将进程队列存放到就绪队列等待执行。

（2）优先数调度算法模块

从优先级最高（就绪队列的第一个进程）的开始执行，每执行一次优先数减1，并重新放入就绪队列进行排序，对排序完的继续运行直到所有进程都结束。（3）FCFS创建PCB模块

对N个进程的信息进行输入：进程名、到达时间、需要时间等。每输入一个进程，按进程的到达时间进行排序，记下前驱和后继的方法。

（4）FCFS调度算法模块

当系统时间与第一个进程到达时间一致时，将进程状态置为Run，直到这个进程执行完，再判断下个进程的到达时间，若系统时间大于下个进程的到达时间，即上个进程的结束时间就是下个进程的开始时间，反之就等待系统时间。进程结束后放入完成队列。

（5）主函数及菜单显示

由主菜单进入显示界面，进行算法选择。

三、总体设计

进程是程序在处理机上的执行过程。进程存在的标识是进程控制块（PCB），所谓系统创建一个进程，就是由系统为某个程序设置一个PCB，用于对该进程进行控制和管理。进程任务完成，由系统收回其PCB，该进程便消亡。每个进程可有三个状态：运行状态、就绪状态和完成状态。因此设计三个链队列，finish 为完成队列的头指针，wait为就绪队列的头指针。因为每一时刻，CPU只能运行一个进程，所以运行队列只有一个run指针指向当前运行的进程。考虑到处理的方便，将它们设为全局变量。

总体结构框架图：

四、详细设计

（1）优先数调度算法

优先调度算法要为每一个进程设一个优先数，它总是把处理机给就绪队列中具有最高优先权的进程。常用的算法有静态优先权法和动态优先权法。本程序采用了动态优先权法，使进程的优先权随时间而改变。初始的进程优先数取决于进程运行所需的时间，时间大，则优先数低，所以采取了将进程优先数定位最大的那个进程，随着进程的运行优先数进行调整，每次运行时都是从就绪队列中选取优先数最大的进程运行，所以将就绪队列按照优先数的大小从高到低排序，这样，每次取队头进程即可。

（2）先来先服务调度算法

先来先服务调度算法是按照进程进入就绪队列的先后顺序调度并分配处理机执行。先来先服务算法是一种不可抢占的算法，先进入就绪队列的进程，先被处理机运行，一旦一个进程占有了处理机，它就一直运行下去，直到该进程完成工作或者因为等待某种事件而不能继续运行时才释放处理机。