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0512 作業系統之程序排程

實驗三 程序排程模拟程式

1.    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。

2.    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。

3.    實驗環境

vc++6.0

4.    實驗原理及核心算法參考程式段

     動态優先數(優先數隻減不加):

0512 作業系統之程式排程
void youxianji(){
      int r;
    int all;
     all=n;
     int q;
    for(i = 0;i < n;i++)
    {
        printf("\n請輸入%s程序優先級:",pcb[i].name);
        scanf("%d",&pcb[i].priority); 
        printf("\n\n");
    }
    for(i=0;i<n;i++)
    {
        for(r=0;r<n;r++)
            if(pcb[i].ArrTime<pcb[r].ArrTime){
                cunfang=pcb[r];
                pcb[r]=pcb[i];
                pcb[i]=cunfang;
            }
            else if(pcb[i].ArrTime==pcb[r].ArrTime)
                if(pcb[i].priority>pcb[r].priority){
                cunfang=pcb[r];
                pcb[r]=pcb[i];
                pcb[i]=cunfang;
            }
    }
.
.
.
.
.
}

void shijianpian(){
}
      
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總結:通過這次實驗,對程序排程有一定的了解,也有很多不懂的地方。本次收獲很大,本次實驗對我來說是有難度的,但還是做出來了。