武漢理工大學(xué)操作系統(tǒng)處理機(jī)調(diào)度實驗報告(共15頁)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上學(xué)生學(xué)號 Xxx實驗課成績學(xué) 生 實 驗 報 告 書實驗課程名稱操作系統(tǒng)C開課學(xué)院計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院指導(dǎo)教師姓名xxx學(xué)生姓名xxx學(xué)生專業(yè)班級xxxx2016-2017學(xué)年第1學(xué)期專心-專注-專業(yè)實驗課程名稱： 操作系統(tǒng)C 實驗項目名稱處理機(jī)調(diào)度報告成績實驗者陳碩專業(yè)班級計算機(jī)zy1401組別同組者 完成日期2016年11月25日第一部分：實驗分析與設(shè)計（可加頁）一、 實驗?zāi)康暮鸵?. 目的 = 掌握處理機(jī)調(diào)度的相關(guān)內(nèi)容 = 對進(jìn)程調(diào)度算法有深入的理解2.要求 = 模擬實現(xiàn)進(jìn)程調(diào)度功能 = 任選一種計算機(jī)高級語言編程實現(xiàn)= 選擇1-2種進(jìn)程調(diào)度算法，例如：先來先

2、服務(wù)、短進(jìn)程優(yōu)先、最高響應(yīng)比優(yōu)先、時間片輪轉(zhuǎn)、優(yōu)先級法等= 能夠輸入進(jìn)程的基本信息，例如進(jìn)程名、到達(dá)時間和預(yù)估運行時間等= 根據(jù)選擇的調(diào)度算法顯示進(jìn)程的調(diào)度順序= 顯示完成調(diào)度后每個進(jìn)程的開始時間、完成時間和周轉(zhuǎn)時間、帶權(quán)周轉(zhuǎn)時間= 計算平均周轉(zhuǎn)時間和平均帶權(quán)周轉(zhuǎn)時間二、 分析與設(shè)計1.實驗原理分析(1)先來先服務(wù)調(diào)度算法的基本原理 按照作業(yè)提交/進(jìn)程變?yōu)榫途w狀態(tài)放的先后次序，調(diào)入系統(tǒng)或分派CPU，(即調(diào)度程序每次選擇的作業(yè)或進(jìn)程是等待時間最久的，而不管其運行時間的長短。)(2) 短進(jìn)程優(yōu)先調(diào)度算法的基本原理 對預(yù)計執(zhí)行時間短的作業(yè)（進(jìn)程）優(yōu)先處理。通常后來的短作業(yè)不搶先正在執(zhí)行的作業(yè)。(3)

3、 優(yōu)先級調(diào)度算法的基本原理 對優(yōu)先級高的作業(yè)（進(jìn)程）優(yōu)先處理。可分為搶占式和非搶占式。本實驗采用非搶占式。(4) 最高響應(yīng)比優(yōu)先調(diào)度算法的基本原理 響應(yīng)比優(yōu)先算法是介于FCFS算法和SJF算法之間的一種折中算法，同時考慮每個作業(yè)的等待時間和估計需要運行的時間，從中選出響應(yīng)比最高的作業(yè)投入運行。依據(jù)上述的實驗?zāi)康呐c要求，可導(dǎo)出實現(xiàn)處理機(jī)調(diào)度的流程為： 將作業(yè)信息保存到結(jié)構(gòu)體數(shù)組中 設(shè)計不同的進(jìn)程調(diào)度算法用while進(jìn)行循環(huán)控制選擇不同的算法2.數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計l 記錄不同作業(yè)信息的結(jié)構(gòu)體數(shù)組。 struct node job100; = 記錄作業(yè)/進(jìn)程詳細(xì)信息的結(jié)構(gòu)體typedef struct

4、node string name;double submit;/提交時間double start;/開始時間double run;/運行時間double end;/完成時間double Ti;/周轉(zhuǎn)時間double Wi;/帶權(quán)周轉(zhuǎn)時間double H;/響應(yīng)比int priority;/優(yōu)先級*work;3.核心算法設(shè)計(1)按提交時間進(jìn)行排序的算法Input：work p /指向作業(yè)的指針 int N /作業(yè)的個數(shù)Process：void sort (work p,int N)for(int i=0;i<N;i+)for(int j=0;j<i;j+)if(pi.submit&

5、lt;pj.submit)node temp;temp=pi;pi=pj;pj=temp; （2）先來先服務(wù)算法Input：work p /指向作業(yè)的指針 int N /作業(yè)的個數(shù)Process：void FCFS(work p,int N)sort(p,N);/調(diào)用排序算法for(k=0;k<N;k+)if(k=0)pk.start=pk.submit ;pk.end=pk.start+pk.run ;pk.Ti=pk.end-pk.submit;pk.Wi=pk.Ti/pk.run;elseif(pk.submit<pk-1.end)/選擇在作業(yè)完成之前已將提交了的作業(yè)的計算方

6、法 pk.start =pk-1.end;pk.end=pk.start+pk.run;pk.Ti=pk.end-pk.submit;pk.Wi=pk.Ti/pk.run; else pk.start=pk.submit;/作業(yè)完成時還沒有提交的作業(yè)計算方法 pk.end=pk.start+pk.run; pk.Ti=pk.end-pk.submit; pk.Wi=pk.Ti/pk.run; sumTi=sumTi+pk.Ti; sumWi=sumWi+pk.Wi;T=sumTi/N; /計算平均周轉(zhuǎn)時間W=sumWi/N; /計算平均帶權(quán)周轉(zhuǎn)時間output(p,N);/調(diào)用輸出函數(shù)(3)

7、短進(jìn)程優(yōu)先算法Input：work p /指向作業(yè)的指針 int N /作業(yè)的個數(shù)Process：void SJF(work p,int N)sort(p,N);/按提交時間排序for(k=0;k<N;k+)if(k=0)pk.start=pk.submit ;pk.end=pk.start+pk.run ;pk.Ti=pk.end-pk.submit;pk.Wi=pk.Ti/pk.run;for(n=k+1;n<N;n+) if(pn.submit>pk.end)break;for(m=k+1;m<n;m+)for(int l=k+1;l<m;l+)if(pm.

8、run<pl.run)node temp;temp=pm;pm=pl;pl=temp;else if(pk.submit<pk-1.end) pk.start =pk-1.end;pk.end=pk.start+pk.run;pk.Ti=pk.end-pk.submit;pk.Wi=pk.Ti/pk.run; else pk.start=pk.submit; pk.end=pk.start+pk.run; pk.Ti=pk.end-pk.submit; pk.Wi=pk.Ti/pk.run; for(n=k+1;n<N;n+)if(pn.submit>pk.end)br

9、eak;for(m=k+1;m<n;m+)for(int l=k+1;l<m;l+)if(pm.run<pl.run)node temp;temp=pm;pm=pl;pl=temp; sumTi=sumTi+pk.Ti; sumWi=sumWi+pk.Wi;T=sumTi/N;W=sumWi/N;output(p,N);(4) 最高響應(yīng)比優(yōu)先算法Input：work p /指向作業(yè)的指針 int N /作業(yè)的個數(shù)Process：void HRN(work p,int N)sort(p,N);/按提交時間排序for(k=0;k<N;k+)if(k=0)pk.start=p

10、k.submit ;pk.end=pk.start+pk.run ;pk.Ti=pk.end-pk.submit;pk.Wi=pk.Ti/pk.run;for(n=k+1;n<N;n+) if(pn.submit>pk.end) break; int y=k+1;for(int x=k+1;x<n;x+)px.H=1.00+(py-1.end-px.submit)/px.run);/注意在計算響應(yīng)比時不能用變量X進(jìn)行循環(huán)計算。for(m=k+1;m<n;m+)for(int l=k+1;l<m;l+)if(pm.H>pl.H)node temp;temp=p

11、m;pm=pl;pl=temp; else if(pk.submit<pk-1.end) pk.start =pk-1.end;pk.end=pk.start+pk.run;pk.Ti=pk.end-pk.submit;pk.Wi=pk.Ti/pk.run; else pk.start=pk.submit; pk.end=pk.start+pk.run; pk.Ti=pk.end-pk.submit; pk.Wi=pk.Ti/pk.run; for(n=k+1;n<N;n+) if(pn.submit>pk.end) break; int y=k+1;for(int x=k+

12、1;x<n;x+)px.H= 1.00+(py-1.end-px.submit)/px.run);for(m=k+1;m<n;m+)for(int l=k+1;l<m;l+)if(pm.H>pl.H)node temp;temp=pm;pm=pl;pl=temp; sumTi=sumTi+pk.Ti; sumWi=sumWi+pk.Wi;T=sumTi/N;W=sumWi/N;output(p,N);(5) 優(yōu)先級響應(yīng)算法Input：work p /指向作業(yè)的指針 int N /作業(yè)的個數(shù)Process：void PS(work p,int N)/優(yōu)先級調(diào)度算法sort

13、(p,N);/按提交時間排序for(k=0;k<N;k+)if(k=0)/第一個提交的作業(yè)單獨計算相關(guān)調(diào)度信息 pk.start=pk.submit ;pk.end=pk.start+pk.run ;pk.Ti=pk.end-pk.submit;pk.Wi=pk.Ti/pk.run; /*按優(yōu)先級進(jìn)行排序*/for(n=k+1;n<N;n+） if(pn.submit>pk.end)break; for(m=k+1;m<n;m+)for(int l=k+1;l<m;l+)if(pm.priority<pl.priority)node temp;temp=pm

14、;pm=pl;pl=temp; else if(pk.submit<pk-1.end) pk.start =pk-1.end;pk.end=pk.start+pk.run;pk.Ti=pk.end-pk.submit;pk.Wi=pk.Ti/pk.run; else pk.start=pk.submit; pk.end=pk.start+pk.run; pk.Ti=pk.end-pk.submit; pk.Wi=pk.Ti/pk.run; /進(jìn)行作業(yè)相關(guān)調(diào)度信息的計算 /*按優(yōu)先級進(jìn)行排序*/for(n=k+1;n<N;n+)if(pn.submit>pk.end)break

15、;for(m=k+1;m<n;m+)for(int l=k+1;l<m;l+)if(pm.priority<pl.priority)node temp;temp=pm;pm=pl;pl=temp; sumTi=sumTi+pk.Ti; sumWi=sumWi+pk.Wi;T=sumTi/N;W=sumWi/N;output(p,N);3. 測試用例設(shè)計（1）（2）三、主要儀器設(shè)備及耗材1 安裝了Windows XP或Windows 7或其它版本的Windows操作系統(tǒng)的PC機(jī)1臺2 PC機(jī)系統(tǒng)上安裝了Microsoft Visual Studio 2010開發(fā)環(huán)境第二部分：實

16、驗過程和結(jié)果（可加頁）一、 實現(xiàn)說明 在VS2010中創(chuàng)建一個算法調(diào)度項目，對于不同的調(diào)度算法分別進(jìn)行算法設(shè)計，對于算法的設(shè)計要特別注意作業(yè)的提交情況，實驗中存儲作業(yè)信息的結(jié)構(gòu)體是相同的，采用結(jié)構(gòu)體數(shù)組保存全部的作業(yè)，每次通過對結(jié)構(gòu)體數(shù)組進(jìn)行遍歷計算不同算法需要的信息，最后在主函數(shù)中用while循環(huán)和switch語句進(jìn)行各個調(diào)度算法的選擇，最后經(jīng)過不斷的調(diào)試和運行，實現(xiàn)四個調(diào)度算法分別是先來先服務(wù)、短進(jìn)程優(yōu)先、優(yōu)先級和最高響應(yīng)比優(yōu)先。二、 調(diào)試說明（調(diào)試手段、過程及結(jié)果分析） 調(diào)試過程出現(xiàn)的問題比較多，第一個問題是對于不同作業(yè)提交的先后順序要加以考慮，對于作業(yè)提交時間進(jìn)行排序選擇，必須選擇提交

17、時間在上一個作業(yè)結(jié)束時間之前的作業(yè)進(jìn)行短進(jìn)程，優(yōu)先級，最高響應(yīng)比排序，經(jīng)過排序選擇后，出現(xiàn)的問題是在進(jìn)行作業(yè)調(diào)度完，有的作業(yè)出現(xiàn)了負(fù)的結(jié)束時間，經(jīng)過調(diào)試分析，發(fā)現(xiàn)不能直接用上一個作業(yè)的結(jié)束時間直接當(dāng)做下一個作業(yè)的開始時間，每次進(jìn)行作業(yè)調(diào)度前要進(jìn)行提交時間與上一個作業(yè)結(jié)束時間的比較，如果在作業(yè)提交前，下一個作業(yè)還沒有提交，那么在下一個作業(yè)的開始時間就是它的提交時間。第二個問題是在計算響應(yīng)比時，對于循環(huán)變量X的使用出錯，使得最高響應(yīng)比的計算出錯，導(dǎo)致按最高響應(yīng)比排序出錯。后來通過子在出錯位置前后進(jìn)行輸出變量的值，不斷調(diào)試，發(fā)現(xiàn)了問題，經(jīng)過修改算法，調(diào)試通過，得到最終正確結(jié)果。三、 軟件測試（測試效

18、果.界面、綜合分析和結(jié)論）1 測試效果.界面測試用例（1）運行結(jié)果測試用例（2）運行結(jié)果2綜合分析和結(jié)論 實驗結(jié)果顯示不同調(diào)度算法的不同調(diào)度策略，其中短進(jìn)程優(yōu)先調(diào)度算法在平均周轉(zhuǎn)時間和平均帶權(quán)周轉(zhuǎn)時間上要比先來先服務(wù)算法少，可見短進(jìn)程優(yōu)先算法較先來先服務(wù)算法在調(diào)度時間上更優(yōu)，其中最高相應(yīng)比優(yōu)先調(diào)度算法則是綜合考慮以上兩種算法來進(jìn)行調(diào)度，其調(diào)度過程考慮的更全面。優(yōu)先級調(diào)度算法只根據(jù)優(yōu)先級進(jìn)行調(diào)度，其在時間上可能不會很合理。第三部分：實驗小結(jié)、收獲與體會通過這次試驗，使我對處理機(jī)調(diào)度的相關(guān)算法有了更深入的理解，在實驗過程中首先是對各個算法的基本原理全部掌握，然后進(jìn)行算法設(shè)計和編程。實驗中做得比較出色的地方是提前考慮了作業(yè)的提交時間，對于沒有提交的作業(yè)不能進(jìn)行排隊調(diào)度。試驗中沒有考