一. 目的和要求
1.1. 實驗目的
用進階語言完成一個程序排程程式，以加深對程序的概念及程序排程算法的了解。
1.2. 實驗要求
1.2.1例題：設計一個有 N個程序并發執行的程序排程模拟程式。
程序排程算法：采用最高優先級優先的排程算法（即把處理機配置設定給優先級最高的程序）和先來先服務（若優先級相同）算法。
(1). 每個程序有一個程序控制塊（PCB）表示。程序控制塊包含如下資訊：程序名、優先級、到達時間、需要運作時間、已用CPU時間、程序狀态等等。
(2). 程序的優先級及需要的運作時間可以事先人為地指定，程序的運作時間以時間片為機關進行計算。
(3). 每個程序的狀态可以是就緒 r（ready）、運作R（Running）、或完成F（Finished）三種狀态之一。
(4). 就緒程序獲得 CPU後都隻能運作一個時間片。用已占用CPU時間加1來表示。
(5). 如果運作一個時間片後，程序的已占用 CPU時間已達到所需要的運作時間，則撤消該程序，如果運作一個時間片後程序的已占用CPU時間還未達所需要的運作時間，也就是程序還需要繼續運作，此時應将程序的優先數減1（即降低一級），然後把它插入就緒隊列等待排程。
(6). 每進行一次排程程式都列印一次運作程序、就緒隊列中各個程序的 PCB，以便進行檢查。
(7). 重複以上過程，直到所要程序都完成為止。
思考：作業排程與程序排程的不同？
1.2.2實驗題A：編寫并調試一個模拟的程序排程程式，采用“最高優先數優先”排程算法對N（N不小于5）個程序進行排程。
“最高優先級優先”排程算法的基本思想是把CPU配置設定給就緒隊列中優先數最高的程序。
(1). 靜态優先數是在建立程序時确定的，并在整個程序運作期間不再改變。
(2). 動态優先數是指程序的優先數在建立程序時可以給定一個初始值，并且可以按一定規則修改優先數。例如：在程序獲得一次CPU後就将其優先數減少1，并且程序等待的時間超過某一時限（2個時間片時間）時增加其優先數等。
(3). （**）程序的優先數及需要的運作時間可以事先人為地指定，（也可以由随機數産生）。
(4). （**）在進行模拟排程過程可以建立（增加）程序，其到達時間為程序輸入的時間。
0．
1.2.3實驗題B：編寫并調試一個模拟的程序排程程式，采用“基于時間片輪轉法”排程算法對N（N不小于5）個程序進行排程。 “輪轉法”有簡單輪轉法、多級回報隊列排程算法。
(1). 簡單輪轉法的基本思想是：所有就緒程序按 FCFS排成一個隊列，總是把處理機配置設定給隊首的程序，各程序占用CPU的時間片長度相同。如果運作程序用完它的時間片後還未完成，就把它送回到就緒隊列的末尾，把處理機重新配置設定給隊首的程序。直至所有的程序運作完畢。（此排程算法是否有優先級？）
(2). 多級回報隊列排程算法的基本思想是：
将就緒隊列分為N級（N＝3～5），每個就緒隊列優先數不同并且配置設定給不同的時間片：隊列級别越高，優先數越低，時間片越長；級别越小，優先數越高，時間片越短。
系統從第一級排程，當第一級為空時，系統轉向第二級隊列，.....當處于運作态的程序用完一個時間片，若未完成則放棄CPU，進入下一級隊列。
當程序第一次就緒時，進入第一級隊列。
(3). （**）考慮程序的阻塞狀态B（Blocked）增加阻塞隊列。程序的是否阻塞和阻塞的時間由産生的“随機數”确定（阻塞的頻率和時間長度要較為合理）。注意程序隻有處于運作狀态才可能轉換成阻塞狀态，程序隻有處于就緒狀态才可以轉換成運作狀态。
二. 實驗内容
根據指定的實驗課題：A（1），A（2），B（1）和B（2）
完成設計、編碼和調試工作，完成實驗報告。
注：帶**号的條目表示選做内容。
三、 實驗方法、步驟及結果測試
1. 源程式名：壓縮封包件（rar或zip）中源程式名yy.c
可執行程式名：yy.exe
2. 原理分析及流程圖
主要總體設計問題。
(包括存儲結構，主要算法，關鍵函數的實作等)
存儲結構：
typedef struct process
{
char name[10]; //程序名
int priority; //優先數,priority=-1000; 表示程序排程已完成
Time ReachTime; //到達時間,這裡按照錄入系統時的先後順序，從0依次增加
Time NeedTime; //需要運作時間
Time UsedTime; //已用時間，是指目前該程序已用的時間
char state; //程序狀态，就緒 W（Wait）、運作R（Run）、或完成F（Finish）三種狀态之一
}PCB; //程序控制塊 主要算法：
3. 主要程式段及其解釋：
實作主要功能的程式段，重要的是程式的注釋解釋。
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<string.h>
#define Max 100
typedef struct pcb
{
char name[Max]; //程序名
int priority; //優先級
int ArrTime; //到達時間
int NeedTime; //需要運作時間
int UsedTime; //已用時間
char state; //程序狀态
}PCB;
int n; //标示程序的總數
PCB pcb[Max];
int pTime; //時間片大小
void input(int n)
{
for(int i = 0;i < n;i++)
{
printf("\n輸入第%d個程序\n",i+1);
printf("輸入程序名字:");
scanf("%s",pcb[i].name);
printf("程序的優先級:");
scanf("%d",&pcb[i].priority);
printf("程序運作需要的時間:");
scanf("%d",&pcb[i].NeedTime);
pcb[i].ArrTime = i;
pcb[i].UsedTime = 0;
pcb[i].state = 'W';
}
}
void panduan(int n)
{
if(pcb[0].state!='F') pcb[0].state='R';
}
void sort(int n,int pTime)
{
PCB temp;
pcb[0].UsedTime +=pTime;
if(pcb[0].UsedTime>=pcb[0].NeedTime)
{
pcb[0].state='F';pcb[0].UsedTime=pcb[0].NeedTime;}
else
pcb[0].state='W';
temp = pcb[0];
if(pcb[n-1].state == 'F') n=n-1;
for(int i=0;i<n;i++)
{
pcb[i]=pcb[i+1];
}
pcb[n-1]=temp;
}
void output(int n)
{
printf("\n程序名\t優先級\t到達時間\t需要時間\t已用時間\t程序狀态\n");
for (int i=0;i<n;i++)
{
printf("%s\t%d\t%d\t\t%d\t\t%d\t\t%c\n",pcb[i].name,pcb[i].priority,pcb[i].ArrTime,pcb[i].NeedTime,pcb[i].UsedTime,pcb[i].state);
}
}
void main()
{ int n;
printf("輸入程序個數:");
scanf("%d",&n);
input(n);
int pTime;
printf("\n\t輸入時間片:");
scanf("%d",&pTime);
panduan(n);
output(n);
while(pcb[1].state!='F')
{
sort(n,pTime);panduan(n);
output(n);
}
pcb[0].UsedTime=pcb[0].NeedTime;
pcb[0].state='F';
output(n);
}
