實(shí)驗(yàn)一 處理器調(diào)度(設(shè)計(jì)一個(gè)按時(shí)間片輪轉(zhuǎn)法實(shí)現(xiàn)處理器調(diào)度的程序)

1、實(shí)驗(yàn)一 處理器調(diào)度 一、實(shí)習(xí)內(nèi)容選擇一個(gè)調(diào)度算法，實(shí)現(xiàn)處理器調(diào)度。二、實(shí)習(xí)目的在采用多道程序設(shè)計(jì)的系統(tǒng)中，往往有若干個(gè)進(jìn)程同時(shí)處于就緒狀態(tài)。當(dāng)就緒進(jìn)程個(gè)數(shù)大于處理器數(shù)時(shí)，就必須依照某種策略來(lái)決定哪些進(jìn)程優(yōu)先占用處理器。本實(shí)習(xí)模擬在單處理器情況下的處理器調(diào)度，幫助學(xué)生加深了解處理器調(diào)度的工作。三、實(shí)習(xí)題目本實(shí)習(xí)有兩個(gè)題，學(xué)生可選擇其中的一題做實(shí)習(xí)。第二題：設(shè)計(jì)一個(gè)按時(shí)間片輪轉(zhuǎn)法實(shí)現(xiàn)處理器調(diào)度的程序。提示：(1) 假定系統(tǒng)有五個(gè)進(jìn)程，每一個(gè)進(jìn)程用一個(gè)進(jìn)程控制塊pcb來(lái)代表。進(jìn)程控制塊的格式為：進(jìn)程名指針要求運(yùn)行時(shí)間已運(yùn)行時(shí)間狀態(tài)其中，進(jìn)程名作為進(jìn)程的標(biāo)識(shí)，假設(shè)五個(gè)進(jìn)程的進(jìn)程名分別為q1，q2，q3

2、，q4，q5。指針進(jìn)程按順序排成循環(huán)隊(duì)列，用指針指出下一個(gè)進(jìn)程的進(jìn)程控制塊的首地址，最后一個(gè)進(jìn)程的指針指出第一個(gè)進(jìn)程的進(jìn)程控制塊首地址。要求運(yùn)行時(shí)間假設(shè)進(jìn)程需要運(yùn)行的單位時(shí)間數(shù)。已運(yùn)行時(shí)間假設(shè)進(jìn)程已經(jīng)運(yùn)行的單位時(shí)間數(shù)，初始值為“0”。狀態(tài)有兩種狀態(tài)，“就緒”和“結(jié)束”，初始狀態(tài)都為“就緒”，用“r”表示。當(dāng)一個(gè)進(jìn)程運(yùn)行結(jié)束后，它的狀態(tài)為“結(jié)束”，用“e”表示。(2) 每次運(yùn)行所設(shè)計(jì)的處理器調(diào)度程序前，為每個(gè)進(jìn)程任意確定它的“要求運(yùn)行時(shí)間”。(3) 把五個(gè)進(jìn)程按順序排成循環(huán)隊(duì)列，用指針指出隊(duì)列連接情況。另用一標(biāo)志單元記錄輪到運(yùn)行的進(jìn)程。例如，當(dāng)前輪到p2執(zhí)行，則有：標(biāo)志單元 ， k2 k1q1

3、k2q2 k3q3 k4q4 k5q5 k2 k3 k4 k5 k1 2 3 1 2 4 1 0 0 0 0 r r r r r pcb1 pcb2 pcb3 pcb4 pcb5 (4) 處理器調(diào)度總是選擇標(biāo)志單元指示的進(jìn)程運(yùn)行。由于本實(shí)習(xí)是模擬處理器調(diào)度的功能，所以，對(duì)被選中的進(jìn)程并不實(shí)際的啟動(dòng)運(yùn)行，而是執(zhí)行：已運(yùn)行時(shí)間+1來(lái)模擬進(jìn)程的

4、一次運(yùn)行，表示進(jìn)程已經(jīng)運(yùn)行過(guò)一個(gè)單位的時(shí)間。請(qǐng)同學(xué)注意：在實(shí)際的系統(tǒng)中，當(dāng)一個(gè)進(jìn)程被選中運(yùn)行時(shí)，必須置上該進(jìn)程可以運(yùn)行的時(shí)間片值，以及恢復(fù)進(jìn)程的現(xiàn)場(chǎng)，讓它占有處理器運(yùn)行，直到出現(xiàn)等待事件或運(yùn)行滿一個(gè)時(shí)間片。在這時(shí)省去了這些工作，僅用“已運(yùn)行時(shí)間+1”來(lái)表示進(jìn)程已經(jīng)運(yùn)行滿一個(gè)時(shí)間片。(5) 進(jìn)程運(yùn)行一次后，應(yīng)把該進(jìn)程的進(jìn)程控制塊中的指針值送到標(biāo)志單元，以指示下一個(gè)輪到運(yùn)行的進(jìn)程。同時(shí)，應(yīng)判斷該進(jìn)程的要求運(yùn)行時(shí)間與已運(yùn)行時(shí)間，若該進(jìn)程的要求運(yùn)行時(shí)間¹已運(yùn)行時(shí)間，則表示它尚未執(zhí)行結(jié)束，應(yīng)待到下一輪時(shí)再運(yùn)行。若該進(jìn)程的要求運(yùn)行時(shí)間=已運(yùn)行時(shí)間，則表示它已經(jīng)執(zhí)行結(jié)束，應(yīng)指導(dǎo)它的狀態(tài)修改成“結(jié)束

5、”（e）且退出隊(duì)列。此時(shí)，應(yīng)把該進(jìn)程的進(jìn)程控制塊中的指針值送到前面一個(gè)進(jìn)程的指針位置。(6) 若“就緒”狀態(tài)的進(jìn)程隊(duì)列不為空，則重復(fù)上面的（4）和（5）的步驟，直到所有的進(jìn)程都成為“結(jié)束”狀態(tài)。(7) 在所設(shè)計(jì)的程序中應(yīng)有顯示或打印語(yǔ)句，能顯示或打印每次選中進(jìn)程的進(jìn)程名以及運(yùn)行一次后進(jìn)程隊(duì)列的變化。(8) 為五個(gè)進(jìn)程任意確定一組“要求運(yùn)行時(shí)間”，啟動(dòng)所設(shè)計(jì)的處理器調(diào)度程序，顯示或打印逐次被選中的進(jìn)程名以及進(jìn)程控制塊的動(dòng)態(tài)變化過(guò)程。2. 所用數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)及符號(hào)說(shuō)明typedef struct pnode / pcb struct pnode *next; / 定義指向下一個(gè)節(jié)點(diǎn)的指針 char na

6、me10; / 定義進(jìn)程名，并分配空間 int all_time; / 定義總運(yùn)行時(shí)間 int runed_time; / 定義已運(yùn)行時(shí)間 char state; / 定義進(jìn)程狀態(tài) ready / end* proc; / 指向該pcb的指針int procnum; / 總進(jìn)程個(gè)數(shù)3.流程圖與源程序四.源代碼：#include <iostream>#include <cstdlib>using namespace std;typedef struct pnode / pcb struct pnode *next; / 定義指向下一個(gè)節(jié)點(diǎn)的指針 char name10;

7、/ 定義進(jìn)程名，并分配空間 int all_time; / 定義總運(yùn)行時(shí)間 int runed_time; / 定義已運(yùn)行時(shí)間 char state; / 定義進(jìn)程狀態(tài) ready / end* proc; / 指向該pcb的指針int procnum; / 總進(jìn)程個(gè)數(shù)/ 初始化就緒隊(duì)列void initpcb(proc &h) cout<<"請(qǐng)輸入總進(jìn)程個(gè)數(shù): " cin>>procnum; / 進(jìn)程總個(gè)數(shù) int num=procnum; h=(proc)malloc(sizeof(pnode); / 建立頭節(jié)點(diǎn) h->next=n

8、ull; proc p=h; /定義一個(gè)指針 cout<<"總進(jìn)程個(gè)數(shù)為 "<<procnum<<" 個(gè),請(qǐng)依次輸入相應(yīng)信息nn" while (num-) p=p->next=(proc)malloc(sizeof(pnode); cout<<"進(jìn)程名 總運(yùn)行時(shí)間 已運(yùn)行時(shí)間 :" cin>>p->name>>p->all_time>>p->runed_time; p->state='r' p->n

9、ext=null; p->next=h->next; /輸出運(yùn)行中的進(jìn)程信息void dispinfo(proc h) proc p=h->next; do if (p->state != 'e') /如果該進(jìn)程的狀態(tài)不是end的話 cout<<"進(jìn)程名:"<<p->name<<"t總運(yùn)行時(shí)間:"<<p->all_time <<"t已運(yùn)行時(shí)間:"<<p->runed_time <<"t

10、狀態(tài):"<<p->state<<endl; p=p->next; else p=p->next; while (p != h->next); / 整個(gè)進(jìn)程鏈條始終完整，只是狀態(tài)位有差異/ 時(shí)間片輪轉(zhuǎn)法void sjp_simulator(proc &h) cout<<endl<<"-start-n" int flag=procnum; / 記錄剩余進(jìn)程數(shù) int round=0; / 記錄輪轉(zhuǎn)數(shù) proc p=h->next; while (p->all_time >

11、 p->runed_time) / 即未結(jié)束的進(jìn)程 round+; cout<<endl<<"round "<<round<<"-正在運(yùn)行 "<<p->name<<" 進(jìn)程"<<endl; p->runed_time+; / 更改正在運(yùn)行的進(jìn)程的已運(yùn)行時(shí)間 dispinfo(h); / 輸出此時(shí)為就緒狀態(tài)的進(jìn)程的信息 if (p->all_time = p->runed_time) / 并判斷該進(jìn)程是否結(jié)束 p->s

12、tate='e' flag-; cout<<p->name<<" 進(jìn)程已運(yùn)行結(jié)束,進(jìn)程被刪除!n" p=p->next; while (flag && p->all_time = p->runed_time) p=p->next; / 跳過(guò)先前已結(jié)束的進(jìn)程 cout<<endl<<"-end-n"void main() proc h; initpcb(h); / 數(shù)據(jù)初始化 dispinfo(h); / 輸出此刻的進(jìn)程狀態(tài) sjp_simulator(h); / 時(shí)間