实验三进程调度模拟程序
专业：商软一班 姓名：黄冠锋 学号：201406114134
1.实验目的和要求
1.1. 实验目的
用高级语言完成一个进程调度程序，以加深对进程的概念及进程调度算法的理解。
1.2.实验要求
1.2.1例题：设计一个有 N个进程并发执行的进程调度模拟程序。
进程调度算法：采用最高优先级优先的调度算法（即把处理机分配给优先级最高的进程）和先来先服务（若优先级相同）算法。
(1). 每个进程有一个进程控制块（PCB）表示。进程控制块包含如下信息：进程名、优先级、到达时间、需要运行时间、已用CPU时间、进程状态等等。
(2). 进程的优先级及需要的运行时间可以事先人为地指定，进程的运行时间以时间片为单位进行计算。
(3). 每个进程的状态可以是就绪 r（ready）、运行R（Running）、或完成F（Finished）三种状态之一。
(4). 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。
(5). 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调度。
(6). 每进行一次调度程序都打印一次运行进程、就绪队列中各个进程的 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。
思考：作业调度与进程调度的不同？
1.2.2实验题A：编写并调试一个模拟的进程调度程序，采用“最高优先数优先”调度算法对N（N不小于5）个进程进行调度。
“最高优先级优先”调度算法的基本思想是把CPU分配给就绪队列中优先数最高的进程。
(1). 静态优先数是在创建进程时确定的，并在整个进程运行期间不再改变。
(2). 动态优先数是指进程的优先数在创建进程时可以给定一个初始值，并且可以按一定规则修改优先数。例如：在进程获得一次CPU后就将其优先数减少1，并且进程等待的时间超过某一时限（2个时间片时间）时增加其优先数等。
(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）。
(4). （**）在进行模拟调度过程可以创建（增加）进程，其到达时间为进程输入的时间。
1.2.3实验题B：编写并调试一个模拟的进程调度程序，采用“基于时间片轮转法”调度算法对N（N不小于5）个进程进行调度。 “轮转法”有简单轮转法、多级反馈队列调度算法。
(1). 简单轮转法的基本思想是：所有就绪进程按 FCFS排成一个队列，总是把处理机分配给队首的进程，各进程占用CPU的时间片长度相同。如果运行进程用完它的时间片后还未完成，就把它送回到就绪队列的末尾，把处理机重新分配给队首的进程。直至所有的进程运行完毕。（此调度算法是否有优先级？）
(2). 多级反馈队列调度算法的基本思想是：
将就绪队列分为N级（N＝3～5），每个就绪队列优先数不同并且分配给不同的时间片：队列级别越高，优先数越低，时间片越长；级别越小，优先数越高，时间片越短。
系统从第一级调度，当第一级为空时，系统转向第二级队列，.....当处于运行态的进程用完一个时间片，若未完成则放弃CPU，进入下一级队列。
当进程第一次就绪时，进入第一级队列。
(3). （**）考虑进程的阻塞状态B（Blocked）增加阻塞队列。进程的是否阻塞和阻塞的时间由产生的“随机数”确定（阻塞的频率和时间长度要较为合理）。注意进程只有处于运行状态才可能转换成阻塞状态，进程只有处于就绪状态才可以转换成运行状态。
2.实验内容
根据指定的实验课题：A（1），A（2），B（1）和B（2）
完成设计、编码和调试工作，完成实验报告。
注：带**号的条目表示选做内容。
3. 实验环境
可以选用Turbo C作为开发环境。也可以选用Windows下的VB，CB等可视化环境，利用各种控件较为方便。自主选择实验环境。
4.实验原理及核心算法参考程序段
动态优先数（优先数只减不加）：
源代码：
1 #include "stdio.h"
2 #include "conio.h"
3 #include <stdlib.h>
4 #define getpch(type) (type*)malloc(sizeof(type))
5 #define NULL 0
6
7 struct pcb{ /*定义进程控制块pcb */
8 char name[10];
9 char state;
10 int super;
11 int ntime;
12 int rtime;
13 struct pcb* link;
14 }
15 *q=NULL,*p;
16 typedef struct pcb PCB;
17
18 void sort() /*建立对进程进行优先级排列函数*/
19 {
20 PCB *first,*second;
21 int i=0;
22 if((q==NULL)||((p->super)>(q->super))) /*优先数最大者插入队首*/
23 {
24 p->link=q;
25 q=p;
26 }
27 else /*进程比较优先级，插入适当的位置中*/
28 {
29 first=q;
30 second=first->link;
31 while(second!=NULL)
32 {
33 if((p->super)>(second->super)) /*若插入进程比当前进程优先数大，插入到当前进程前面*/
34 {
35 p->link=second;
36 first->link=p;
37 second=NULL;
38 i=1;
39 }
40 else /*插入进程优先数最低，则插入到队尾*/
41 {
42 first=first->link;
43 second=second->link;
44 }
45 }
46 if(i==0) first->link=p;
47 }
48 }
49
50 void input() /*建立进程控制块函数*/
51 {
52 int i,num;
53 printf("\n 请输入进程数：");
54 scanf("%d",&num);
55 for(i=0;i<num;i++)
56 {
57 printf("\n 请输入进程号No.%d:\n",i);
58 p=getpch(PCB);
59 printf("\n 请输入进程名：");
60 scanf("%s",p->name);
61 printf("\n 请输入进程优先数：");
62 scanf("%d",&p->super);
63 printf("\n 请输入进程运行时间：");
64 scanf("%d",&p->ntime);
65 printf("\n");
66 p->rtime=0;p->state='w';
67 p->link=NULL;
68 sort();
69 }
70 }
71
72 int len()
73 {
74 int l=0;PCB* pr=q;
75 while(pr!=NULL)
76 {
77 l++;
78 pr=pr->link;
79 }
80 return(l);
81 }
82
83 void show(PCB* pr) /*建立进程显示函数，用于显示当前进程*/
84 {
85 printf("\n qname \t state \t super \t ndtime \truntime \n");
86 printf("|%s\t",pr->name);
87 printf("|%c\t",pr->state);
88 printf("|%d\t",pr->super);
89 printf("|%d\t",pr->ntime);
90 printf("|%d\t",pr->rtime);
91 printf("\n");
92 }
93
94 void check() /*建立进程查看函数*/
95 {
96 PCB* pr;
97 printf("\n 当前正在运行的进程是：%s",p->name); /*显示当前运行进程*/
98 show(p);
99 pr=q;
100 printf("\n 当前就绪队列状态为：\n"); /*显示就绪队列状态*/
101 while(pr!=NULL)
102 {
103 show(pr);
104 pr=pr->link;
105 }
106 }
107
108 void destroy() /*建立进程撤销函数（进程运行结束，撤销进程）*/
109 {
110 printf("\n 进程[%s]已完成.\n",p->name);
111 free(p);
112 }
113
114 void running() /*建立进程就绪函数（进程运行时间到，置就绪状态）*/
115 {
116 (p->rtime)++;
117 if(p->rtime==p->ntime)
118 destroy();
119 else
120 {
121 (p->super)--;
122 p->state='w';
123 sort();
124 }
125 }
126
127 void main()
128 {
129 int length,h=0;
130 char ch;
131 input();
132 length=len();
133 while((length!=0)&&(q!=NULL))
134 {
135 ch=getchar();
136 h++;
137 printf("\n The execute number:%d \n",h);
138 p=q;
139 q=p->link;
140 p->link=NULL;
141 p->state='R';
142 check();
143 running();
144 printf("\n 按任一键继续......");
145 ch=getchar();
146 }
147 printf("\n\n 进程已完成.\n");
148 ch=getchar();
149
150 } 实验三
运行结果：
5. 实验总结
通过这次实验我觉得我还是在对C语言的使用尤其是在编写代码方面很欠缺，在老师和网上搜集资料后，经过多次修改程序，最终得以运行，解决了用动态优先级在方法实现进程调度模拟算法。在编写和调试的过程中，我明白了有些问题是无法预料的，这就需要通过自己的不断分析得出问题的解决方案。