操作系统课程设计报告 处理机调度问题

操作系统课程设计

学号：1233050169

姓名：安心

专业：计算机科学与技术

课程：操作系统

指导教师：

时间：2015/3/9

成绩：

目录

目录 (1)

1．设计题目与要求................................. 错误！未定义书签。

1.1设计目的........................................ 错误！未定义书签。

1.2设计要求..................................... 错误！未定义书签。2．总体设计思想................................... 错误！未定义书签。

2.1总体设计思想................................ 错误！未定义书签。3．功能设计 (4)

3.1 数据结构设计 (4)

3.2程序清单 (4)

3.3运行结果 (7)

4.设计心得 (9)

5. 参考资料 (9)

附录............................................................................................

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程序源代码：............................................................................

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一．设计题目与要求

课题：理机调度模拟程序：选择一个调度算法，实现处理机调度。1.设计目的：

在多道程序和多任务系统中，系统内同时处于就绪状态的进程可能有若干个。也就是说能运行的进程数大于处理机个数。为了使系统中的

进程能有条不紊地工作，必须选用某种调度策略，选择一进程占用处理机。要求学生设计一个模拟处理机调度算法，以巩固和加深处理机调度的概念。

2.设计要求：

1）进程调度算法包括：时间片轮转法，短作业优先算法，最高响应比优先算法。

2）可选择进程数量

3）本程序包括三种算法，可用C语言实现，执行时在主界面选择算法（可用函数实现），进入子页面后输入进程数及每个进程的运行时间，每个进程的优先数由随机函数产生且优先数随等待时间而变化，执行，显示结果。

二．总体设计思想

(1)进程的创建：由系统为某个进程设置一个进程控制块PCB，用于对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。

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(2)进程的三种状态：运行、就绪、完成。进程的三种状态可以通过设计三个链队列来实现：finish为完成队列的头指针，ready为就绪队列的头指针，tail为循环轮转法队列的尾指针。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指针指向当前运行进

程。

(3)进程调度的功能：按照一定的策略从就绪队列的多个进程中选取

一个进程，使其获得CPU而运行。

①动态优先数调度算法：

思想：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级的进程。初始的进程优先数是随机产生的，随着进程的运行对优先数进行调整，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，每次取对首进程即可。将进程按优先数的大小排列在就绪队列中，每次选取就绪队列中优先权最高的进程首先占用处理机。优先数由随机函数产生进程最初的优先数。优先数的动态变化：进程每执行一次优先数-1。优先数随着进程的执行进行调整，每次执行时都从就绪队列中选取优先数最大的进程投入运行。

②时间片轮转调度算法：

思想：将所有进程按照先来先服务的规则排成一个队列，把CPU分

配给就绪队列的队首进程，并规定它的执行时间（称此时间为时间片），当时间片用完但并未执行结束时，剥夺该进程的执行，将其链接到就绪队列的队尾，等待下一次的选择。将就绪队列的队首指针投入运行。

③短作业优先调度算法（不可剥夺式的）

思想：根据估计运行时间的长短，将各个进程排成一个就绪队列（估计运行时间最短的进程排在队首），每次运行将队首进程投入运行，

直到运行结束，将此进程连接到完成队列的队尾。然后，再将下一个

队首进程投入运行，直到所有的进程都运行完毕。

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三．功能设计

1.数据结构设计

PCB结构体：

typedef struct node

{ char name[10]; /*进程时间轮转时间片*/

int pid; /*进程的标号*/

int prio; /*优先级*/

int round; /*时间片*/

int cputime; /*进程占用cpu的时间*/

int runtime; /*进程运行所用的时间*/

int waittime; /*进程的等待时间*/

int length; /*进程的长度*/

int count; /*计数器*/

char state; /*进程的状态*/

struct node *next;/*链指针*/

}PCB ; PCB结构体用于标识进程的创建与撤消。

链指针：

PCB *finish,*ready,*tail,*run;.

Finish：完成队列的首指针，用于标识完成队列；

Ready：就绪队列的首指针，用于标识就绪队列；；

Run：运行队列的首指针，用于标识运行队列；；

Tail：循环轮转队列的尾指针；

2.程序清单

（1）Create1（），create2（），create3（）分别为创建进程的函数

①Create1（）：按照优先级调度算法创建进程，用户输入进程名及进程所需的时间后，创建每个进程的PCB，将每个进程的PCB调用函数insert1（）按照优先数从高到低排列到就绪队列中。

②create2（）：按照时间片调度算法创建进程，用户输入进程名及进程所需的时间后，创建每个进程的PCB，将每个进程的PCB调用函数insert2（）将每个进程PCB按照输入的先后顺序插入到就绪队列的末尾。

③create3（）：按照短作业优先调度算法创建进程，用户输入进程名及进程所