進(jìn)程調(diào)度程序設(shè)計(jì)報(bào)告源代碼

1、-. z成績(jī)課程設(shè)計(jì)報(bào)告題目 進(jìn)程調(diào)度程序設(shè)計(jì) 課程名稱 操作系統(tǒng)課程設(shè)計(jì) 院部名稱計(jì)算機(jī)工程學(xué)院專業(yè)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù) 班級(jí) 13計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)(單)(1) 學(xué)生* 周敏健* 1305202113 課程設(shè)計(jì)地點(diǎn) A104 課程設(shè)計(jì)學(xué)時(shí)20學(xué)時(shí)指導(dǎo)教師 何 健金陵科技學(xué)院教務(wù)處制目 錄 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc436927676摘要 PAGEREF _Toc436927676 h 3HYPERLINK l _Toc436927677一、課程設(shè)計(jì)的目的和要求 PAGEREF _Toc436927677 h 4HYPERLINK l _Toc43692767

2、8二、系統(tǒng)需求分析 PAGEREF _Toc436927678 h 4HYPERLINK l _Toc436927679三、總體設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc436927679 h 5HYPERLINK l _Toc436927680四、詳細(xì)設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc436927680 h 6HYPERLINK l _Toc436927681五、測(cè)試、調(diào)試過(guò)程 PAGEREF _Toc436927681 h 9HYPERLINK l _Toc436927682六、結(jié)論與體會(huì) PAGEREF _Toc436927682 h 11HYPERLINK l _Toc436927683七、參考文獻(xiàn)

3、PAGEREF _Toc436927683 h 12HYPERLINK l _Toc436927684附錄：源程序 PAGEREF _Toc436927684 h 12課程設(shè)計(jì)課題進(jìn)程調(diào)度程序設(shè)計(jì)摘 要在多道系統(tǒng)中，對(duì)批處理作業(yè)需要進(jìn)展作業(yè)調(diào)度。作業(yè)調(diào)度是在資源滿足的條件下，將處于就緒狀態(tài)的作業(yè)調(diào)入存，同時(shí)生成與作業(yè)相對(duì)應(yīng)的進(jìn)程，并未這些進(jìn)程提供所需要的資源。進(jìn)程調(diào)度需要根據(jù)進(jìn)程控制塊PCB中的信息，檢查系統(tǒng)是否滿足進(jìn)程的資源需求。只有在滿足進(jìn)程的資源需求的情況下，系統(tǒng)才能進(jìn)展進(jìn)程調(diào)度。下面是幾種常見的作業(yè)調(diào)度算法：先來(lái)先效勞FCFS、優(yōu)先算法、輪換算法、短作業(yè)優(yōu)先算法以及最高響應(yīng)比優(yōu)先法等，

4、本文將對(duì)前兩種算法進(jìn)展詳細(xì)的介紹。關(guān)鍵詞：進(jìn)程調(diào)度，優(yōu)先級(jí)，F(xiàn)CFS，PCB，作業(yè)，資源一、課程設(shè)計(jì)的目的和要求1、目的進(jìn)程調(diào)度是處理機(jī)管理的核心容。本設(shè)計(jì)要求用C語(yǔ)言編寫和調(diào)試一個(gè)簡(jiǎn)單的進(jìn)程調(diào)度程序。通過(guò)設(shè)計(jì)本可以加深理解有關(guān)進(jìn)程控制塊、進(jìn)程隊(duì)列的概念，并體會(huì)和了解最高優(yōu)先數(shù)優(yōu)先的調(diào)度算法即把處理機(jī)分配給優(yōu)先數(shù)最高的進(jìn)程和先來(lái)先效勞算法的具體實(shí)施方法。2、要求1進(jìn)程調(diào)度算法：采用最高優(yōu)先數(shù)優(yōu)先的調(diào)度算法即把處理機(jī)分配給優(yōu)先數(shù)最高的進(jìn)程和先來(lái)先效勞算法。 2每個(gè)進(jìn)程有一個(gè)進(jìn)程控制塊 PCB表示。進(jìn)程控制塊可以包含如下信息：進(jìn)程名、優(yōu)先數(shù)、到達(dá)時(shí)間、需要運(yùn)行時(shí)間、已用CPU時(shí)間、進(jìn)程狀態(tài)等等。

5、3進(jìn)程的優(yōu)先數(shù)及需要的運(yùn)行時(shí)間可以事先人為地指定也可以由隨機(jī)數(shù)產(chǎn)生。進(jìn)程的到達(dá)時(shí)間為進(jìn)程輸入的時(shí)間。 進(jìn)程的運(yùn)行時(shí)間以時(shí)間片為單位進(jìn)展計(jì)算。 4每個(gè)進(jìn)程的狀態(tài)可以是就緒 WWait、運(yùn)行RRun、或完成FFinish三種狀態(tài)之一。 5就緒進(jìn)程獲得CPU后都只能運(yùn)行一個(gè)時(shí)間片。用已占用CPU時(shí)間加1來(lái)表示。如果運(yùn)行一個(gè)時(shí)間片后，進(jìn)程的已占用 CPU時(shí)間已到達(dá)所需要的運(yùn)行時(shí)間，則撤消該進(jìn)程，如果運(yùn)行一個(gè)時(shí)間片后進(jìn)程的已占用CPU時(shí)間還未達(dá)所需要的運(yùn)行時(shí)間，也就是進(jìn)程還需要繼續(xù)運(yùn)行，此時(shí)應(yīng)將進(jìn)程的優(yōu)先數(shù)減1即降低一級(jí)，然后把它插入就緒隊(duì)列等待CPU。 6每進(jìn)展一次調(diào)度程序都打印一次運(yùn)行進(jìn)程、就緒隊(duì)列

6、、以及各個(gè)進(jìn)程的 PCB，以便進(jìn)展檢查。 7重復(fù)以上過(guò)程，直到所要進(jìn)程都完成為止。二、系統(tǒng)需求分析編寫一個(gè)模擬進(jìn)程調(diào)度的程序，將每個(gè)進(jìn)程抽象成一個(gè)進(jìn)程控制塊PCB，PCB用一個(gè)構(gòu)造體描述。采用兩種不同的調(diào)度算法來(lái)實(shí)現(xiàn)功能，主要有如下幾大功能模塊組成。創(chuàng)立優(yōu)先數(shù)PCB模塊 用循環(huán)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)每個(gè)進(jìn)程的進(jìn)程名、進(jìn)程優(yōu)先數(shù)隨機(jī)分配以及所需時(shí)間的錄入。將進(jìn)程隊(duì)列存放到就緒隊(duì)列等待執(zhí)行。優(yōu)先數(shù)調(diào)度算法模塊從優(yōu)先級(jí)最高就緒隊(duì)列的第一個(gè)進(jìn)程的開場(chǎng)執(zhí)行，每執(zhí)行一次優(yōu)先數(shù)減1，并重新放入就緒隊(duì)列進(jìn)展排序，對(duì)排序完的繼續(xù)運(yùn)行直到所有進(jìn)程都完畢。FCFS創(chuàng)立PCB模塊 對(duì)N個(gè)進(jìn)程的信息進(jìn)展輸入：進(jìn)程名、到達(dá)時(shí)間、需要時(shí)

7、間等。每輸入一個(gè)進(jìn)程，按進(jìn)程的到達(dá)時(shí)間進(jìn)展排序，記下前驅(qū)和后繼的方法。FCFS調(diào)度算法模塊當(dāng)系統(tǒng)時(shí)間與第一個(gè)進(jìn)程到達(dá)時(shí)間一致時(shí)，將進(jìn)程狀態(tài)置為Run，直到這個(gè)進(jìn)程執(zhí)行完，再判斷下個(gè)進(jìn)程的到達(dá)時(shí)間，假設(shè)系統(tǒng)時(shí)間大于下個(gè)進(jìn)程的到達(dá)時(shí)間，即上個(gè)進(jìn)程的完畢時(shí)間就是下個(gè)進(jìn)程的開場(chǎng)時(shí)間，反之就等待系統(tǒng)時(shí)間。進(jìn)程完畢后放入完成隊(duì)列。主函數(shù)及菜單顯示 由主菜單進(jìn)入顯示界面，進(jìn)展算法選擇。三、總體設(shè)計(jì)進(jìn)程是程序在處理機(jī)上的執(zhí)行過(guò)程。進(jìn)程存在的標(biāo)識(shí)是進(jìn)程控制塊PCB，所謂系統(tǒng)創(chuàng)立一個(gè)進(jìn)程，就是由系統(tǒng)為*個(gè)程序設(shè)置一個(gè)PCB，用于對(duì)該進(jìn)程進(jìn)展控制和管理。進(jìn)程任務(wù)完成，由系統(tǒng)收回其PCB，該進(jìn)程便消亡。每個(gè)進(jìn)程可有三

8、個(gè)狀態(tài)：運(yùn)行狀態(tài)、就緒狀態(tài)和完成狀態(tài)。因此設(shè)計(jì)三個(gè)鏈隊(duì)列，finish為完成隊(duì)列的頭指針，wait為就緒隊(duì)列的頭指針。因?yàn)槊恳粫r(shí)刻，CPU只能運(yùn)行一個(gè)進(jìn)程，所以運(yùn)行隊(duì)列只有一個(gè)run指針指向當(dāng)前運(yùn)行的進(jìn)程?？紤]到處理的方便，將它們?cè)O(shè)為全局變量?？傮w構(gòu)造框架圖：優(yōu)先數(shù)算法界面FCFS算法開場(chǎng)四、詳細(xì)設(shè)計(jì)1優(yōu)先數(shù)調(diào)度算法優(yōu)先調(diào)度算法要為每一個(gè)進(jìn)程設(shè)一個(gè)優(yōu)先數(shù)，它總是把處理機(jī)給就緒隊(duì)列中具有最高優(yōu)先權(quán)的進(jìn)程。常用的算法有靜態(tài)優(yōu)先權(quán)法和動(dòng)態(tài)優(yōu)先權(quán)法。本程序采用了動(dòng)態(tài)優(yōu)先權(quán)法，使進(jìn)程的優(yōu)先權(quán)隨時(shí)間而改變。初始的進(jìn)程優(yōu)先數(shù)取決于進(jìn)程運(yùn)行所需的時(shí)間，時(shí)間大，則優(yōu)先數(shù)低，所以采取了將進(jìn)程優(yōu)先數(shù)定位最大的那個(gè)進(jìn)

9、程，隨著進(jìn)程的運(yùn)行優(yōu)先數(shù)進(jìn)展調(diào)整，每次運(yùn)行時(shí)都是從就緒隊(duì)列中選取優(yōu)先數(shù)最大的進(jìn)程運(yùn)行，所以將就緒隊(duì)列按照優(yōu)先數(shù)的大小從高到低排序，這樣，每次取隊(duì)頭進(jìn)程即可。優(yōu)先數(shù)調(diào)度算法輸入進(jìn)程信息將進(jìn)程放入ready隊(duì)列進(jìn)程按優(yōu)先數(shù)大小排序取ready隊(duì)列首進(jìn)程送入run執(zhí)行一個(gè)時(shí)間片,優(yōu)先數(shù)-1,運(yùn)行時(shí)間+1是否還需輸入進(jìn)程YN輸入時(shí)進(jìn)程是否完成N執(zhí)行隊(duì)列時(shí)放入完成隊(duì)列Y2先來(lái)先效勞調(diào)度算法先來(lái)先效勞調(diào)度算法是按照進(jìn)程進(jìn)入就緒隊(duì)列的先后順序調(diào)度并分配處理機(jī)執(zhí)行。先來(lái)先效勞算法是一種不可搶占的算法，先進(jìn)入就緒隊(duì)列的進(jìn)程，先被處理機(jī)運(yùn)行，一旦一個(gè)進(jìn)程占有了處理機(jī)，它就一直運(yùn)行下去，直到該進(jìn)程完成工作或者因?yàn)榈?/p>

10、待*種事件而不能繼續(xù)運(yùn)行時(shí)才釋放處理機(jī)。FCFS調(diào)度算法輸入進(jìn)程信息將進(jìn)程放入ready隊(duì)列進(jìn)程按到達(dá)先后順序排序取ready隊(duì)列首進(jìn)程送入run執(zhí)行一個(gè)時(shí)間片,運(yùn)行時(shí)間+1是否還需輸入進(jìn)程YN輸入時(shí)進(jìn)程是否完成N執(zhí)行隊(duì)列時(shí)放入完成隊(duì)列Y五、測(cè)試、調(diào)試過(guò)程界面優(yōu)先數(shù)算法輸入優(yōu)先數(shù)算法輸出FCFS算法輸入FCFS算法輸出遇到的問(wèn)題：在設(shè)計(jì)程序時(shí)，在算法上面出現(xiàn)了一些錯(cuò)誤，優(yōu)先數(shù)不是由大到小排序，而是應(yīng)該這樣理解，當(dāng)進(jìn)程執(zhí)行一個(gè)時(shí)間片時(shí)，優(yōu)先數(shù)減一使用CPU的時(shí)間變少，反而優(yōu)先級(jí)高，因此，優(yōu)先級(jí)高的優(yōu)先數(shù)應(yīng)該是比擬小的，而不是優(yōu)先數(shù)大的優(yōu)先級(jí)大。在程序調(diào)試時(shí)，鏈表發(fā)生了錯(cuò)誤，該存不可寫或者就是程序

11、直接完畢，但最終結(jié)果不是我想要的，經(jīng)過(guò)一番折騰，最后發(fā)現(xiàn)，頭指針和頭結(jié)點(diǎn)混淆，有些地方?jīng)]有給指針?lè)峙浯?，語(yǔ)句的先后順序不正確，以及沒(méi)有考慮到鏈表最后沒(méi)有設(shè)置完畢標(biāo)志。六、結(jié)論與體會(huì)做這個(gè)程序我斷斷續(xù)續(xù)的算下來(lái)應(yīng)該總共用了2天，主要是花時(shí)間在觀察別人的算法讀別人的程序，然后才開場(chǎng)寫自己的程序，期間參考了前人的程序并進(jìn)展了改善和加工，這讓我對(duì)進(jìn)程調(diào)度的理解再次加深了，這是在平常學(xué)習(xí)的根底上，與程序相結(jié)合的過(guò)程，讓我再次感受到編程給我們帶來(lái)的無(wú)窮魅力，只要自己有興趣，其實(shí)編程也是一件有趣的事，為了到達(dá)一定的要求，我們必須屢次嘗試用不同的方法去實(shí)現(xiàn)它，比方，進(jìn)程調(diào)度有先來(lái)先效勞算法，對(duì)于這個(gè)算法，可以

12、用數(shù)組實(shí)現(xiàn)，也可以用鏈表實(shí)現(xiàn)，但是到底哪個(gè)更好哪個(gè)更靈活呢，相信學(xué)過(guò)C語(yǔ)言的人都知道肯定是用鏈表實(shí)現(xiàn)最好了。這次設(shè)計(jì)還是有一些缺乏之處的，比方在算法和運(yùn)行效率上還是有些欠缺的，需要進(jìn)一步去改善程序代碼，提高效率，減少冗余和錯(cuò)誤，讓使用者更清晰的觀察和理解進(jìn)程調(diào)度。七、參考文獻(xiàn)1任愛華、羅曉峰. 操作系統(tǒng)實(shí)用教程第三版M.：清華大學(xué),20212諶衛(wèi)軍、王浩娟. 操作系統(tǒng)M. ：清華大學(xué)，2021.53日前橋和彌Maebasi Kazuya. 征服C指針M. 吳雅明譯. ：人民郵電，2021.2附錄：源程序*include *include *include *include*includetyp

13、edef struct node char name10; /進(jìn)程名 int prio; /進(jìn)程優(yōu)先數(shù) int cputime; /進(jìn)程占用CPU時(shí)間int needtime; /進(jìn)程到完成還要的時(shí)間int arrivetime; /進(jìn)程到達(dá)時(shí)間int starttime; /進(jìn)程開場(chǎng)時(shí)間int finishtime; /進(jìn)程完成時(shí)間int servicetime; /進(jìn)程效勞時(shí)間char state; /進(jìn)程的狀態(tài) struct node *ne*t; PCB; PCB *finish,*ready,*run; /隊(duì)列指針int N; /進(jìn)程量void firstin() run=ready

14、; /就緒隊(duì)列頭指針賦值給運(yùn)行頭指針run-state=R; /進(jìn)程狀態(tài)變?yōu)檫\(yùn)行態(tài)ready=ready-ne*t; /就緒對(duì)列頭指針后移到下一進(jìn)程 void prt1(char a) switch(a)case 1: /*優(yōu)先數(shù)法*/ printf(名字t進(jìn)程占用CPU時(shí)間t需要的時(shí)間t優(yōu)先級(jí)數(shù)t狀態(tài)n);break; case 2: /*先來(lái)先效勞算法*/printf(名字t到達(dá)時(shí)間t開場(chǎng)時(shí)間t效勞時(shí)間t完成時(shí)間t狀態(tài)n);break;default:break; void prt2(char a,PCB *q) switch(a)case 1: printf(%st%dtt%dtt%dt

15、t%cn,q-name,q-cputime,q-needtime,q-prio,q-state);break; case 2:printf(%st%dtt%dtt%dtt%dtt%cn,q-name,q-arrivetime,q-starttime,q-servicetime,q-finishtime,q-state);break;default:break; void prt(char algo) PCB *p; prt1(algo); /輸出文字格式 if(run!=NULL) /如果運(yùn)行指針不空 prt2(algo,run); /輸出當(dāng)前正在運(yùn)行的PCBp=ready; /輸出就緒隊(duì)列P

16、CBwhile(p!=NULL) prt2(algo,p); p=p-ne*t; p=finish; /輸出完成隊(duì)列的PCB while(p!=NULL) prt2(algo,p); p=p-ne*t; getchar(); /壓任意鍵繼續(xù) void insert1(PCB *q) PCB *p1,*s,*r; int b; s=q; /待插入的PCB指針 p1=ready; /就緒隊(duì)列頭指針 r=p1; /做p1的前驅(qū)指針 b=1; while(p1!=NULL)&b) /根據(jù)優(yōu)先數(shù)確定插入位置 if(p1-prio=s-prio) r=p1; p1=p1-ne*t; else b=0; i

17、f(r!=p1) /如果條件成立說(shuō)明插入在r與p1之間 r-ne*t=s; s-ne*t=p1; else s-ne*t=p1; /否則插入在就緒隊(duì)列的頭ready=s; void insert2(PCB *q)PCB *p1,*s,*r;int b;s=q; /指針s指向新要插入的進(jìn)程p1=ready; /指針p1指向原來(lái)的進(jìn)程的對(duì)首r=p1; /使用指針r指向p1前面的進(jìn)程b=1;while(p1!=NULL)&b)if(p1-arrivetimearrivetime)r=p1; p1=p1-ne*t;elseb=0;if(r!=p1)r-ne*t=s;s-ne*t=p1;elses-ne

18、*t=p1;ready=s; void create1(char alg) PCB *p; int i,time; char na10; ready=NULL; /就緒隊(duì)列頭指針 finish=NULL; /完成隊(duì)列頭指針 run=NULL; /運(yùn)行隊(duì)列頭指針 /輸入N個(gè)進(jìn)程名和所需時(shí)間創(chuàng)立PCBfor(i=1;iname,na); p-cputime=0; p-needtime=time; p-state=W; p-prio=rand()%15+1; /隨機(jī)分配優(yōu)先數(shù)1,15if(ready!=NULL) /就緒隊(duì)列不空則調(diào)用插入函數(shù)插入 insert1(p); /對(duì)新進(jìn)程插入就緒隊(duì)列els

19、e p-ne*t=ready; /創(chuàng)立就緒隊(duì)列的第一個(gè)PCB ready=p; system(cls);printf( 優(yōu)先數(shù)算法結(jié)果輸出n); printf(n);prt(alg); /輸出進(jìn)程PCB信息 run=ready; /將就緒隊(duì)列的第一個(gè)進(jìn)程投入運(yùn)行 ready=ready-ne*t; run-state=R; void create2(char alg)PCB *p;int i; ready=NULL;run=NULL;finish=NULL;for(i=0;iname);printf(到達(dá)時(shí)間:);scanf(%d,&p-arrivetime);printf(需要時(shí)間:);sc

20、anf(%d,&p-servicetime); p-starttime=0; p-finishtime=0;p-state=W;if(ready!=NULL)insert2(p);/將新進(jìn)程插入就緒隊(duì)列elsep-ne*t=ready;/創(chuàng)立就緒隊(duì)列的第一個(gè)ready=p;system(cls);printf( 先來(lái)先效勞算法結(jié)果輸出n);printf(n);prt(alg);void priority(char alg) while(run!=NULL) /當(dāng)運(yùn)行隊(duì)列不空時(shí)，有進(jìn)程正在運(yùn)行 run-cputime=run-cputime+1; run-needtime=run-needtim

21、e-1; run-prio=run-prio-1; /每運(yùn)行一次優(yōu)先數(shù)-1 if(run-prioprio=0;if(run-needtime=0) /如果所需時(shí)間為0，即完成，將其插入完成隊(duì)列 run-ne*t=finish; finish=run; run-state=F; /置狀態(tài)為完成態(tài) run=NULL; /運(yùn)行隊(duì)列頭指針為空 if(ready!=NULL) /如果就緒隊(duì)列不空 firstin(); /將就緒對(duì)列的第一個(gè)進(jìn)程投入運(yùn)行 else /沒(méi)有運(yùn)行完同時(shí)優(yōu)先數(shù)不是最大，則將其變?yōu)榫途w態(tài)插入到就緒隊(duì)列if(ready!=NULL)&(run-prioprio) run-state

22、=W; /狀態(tài)改為就緒insert1(run);/將進(jìn)程按優(yōu)先數(shù)大小插入firstin(); /將就緒隊(duì)列的第一個(gè)進(jìn)程投入運(yùn)行 prt(alg); /輸出進(jìn)程PCB信息 void FCFS(char alg) int time=0;/系統(tǒng)時(shí)間從0開場(chǎng)dorun=ready;/就緒序列的第一個(gè)進(jìn)程放入run隊(duì)列進(jìn)展執(zhí)行run-state=R;/進(jìn)程開場(chǎng)執(zhí)行ready=ready-ne*t;/指向下一個(gè)time=run-arrivetimetime run-arrivetime:time; run-starttime=time;/進(jìn)程開場(chǎng)prt(alg);/顯示正在執(zhí)行的進(jìn)程time=time+run-servicetime;/計(jì)算下個(gè)進(jìn)程最小可開場(chǎng)時(shí)間run-finishtime=time;/進(jìn)程完畢時(shí)間run-state=F;/完畢狀態(tài)標(biāo)識(shí)prt(alg);/進(jìn)程完畢再顯示run-ne*t=finish;finish=run;/進(jìn)程完畢放入完畢隊(duì)列run=NULL;while(ready!=NULL);/*菜單顯示函數(shù)*/void Menu()system(cls);printf(tt+n); printf(tt| 進(jìn)程調(diào)度算法 | n);printf(tt