实验三进程调度模拟程序
专业：商软一班 姓名：董婷婷 学号：201406114105
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：
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<string.h>
#define Max 100
typedef struct pcb
{
char name[Max]; //进程名
int priority; //优先级
int arrtime; //到达时间
int needtime; //需要运行时间
int usedtime; //已用时间
char state; //进程状态
}PCB;
PCB pcb[Max];
int n=1;
int pTime; //时间片
char SelectMenu();
void Input();
void Sort();
void Print();
void Attemper();
char SelectMenu()
{
char select;
printf("功能菜单：");
printf("\n 1.增加并调度进程");
printf("\n 2.打印进程");
printf("\n 3.退出");
printf("\n请输入你的选择(1--3):");
do{
select=getchar();
}while(select!=‘1‘&&select!=‘2‘&&select!=‘3‘);
return select;
}
void main()
{
int choice;
n=1;
printf(" \n");
printf("\t\t欢迎使用进程调度模拟\n\n");
choice=SelectMenu();
do{
if(choice==‘1‘)
{
printf(" \n");
printf("请设置时间片的大小:");
scanf("%d",&pTime);
Input();
Print();
Attemper();
}
if(choice==‘2‘)
{
Print();
}
if(choice==‘3‘)
{
return;
}
choice=SelectMenu();
}while(1);
}
void Input()
{
do{
printf("\n---请输入第%d个进程进程---\n",n);
printf("\n进程名:");
scanf("%s",pcb[n].name);
printf("进程优先级:");
scanf("%d",&pcb[n].priority);
printf("进程需要的时间:");
scanf("%d",&pcb[n].needtime);
pcb[n].arrtime=n;
pcb[n].usedtime=0;
pcb[n].state=‘W‘;
n++;
}while(n<5);
}
void Sort()
{
int i,j;
PCB temp;
for(i=0;i<n-1;i++) //按照到达时间排序
{
for(j=n-2;j>=i;j--)
{
if(pcb[j+1].arrtime<pcb[j].arrtime)
{
temp=pcb[j];
pcb[j]=pcb[j+1];
pcb[j+1]=temp;
}
}
}
for(i=0;i<n-1;i++) //按照优先级排序
{
for(j=n-2;j>=i;j--)
{
if(pcb[j+1].priority>pcb[j].priority)
{
temp=pcb[j];
pcb[j]=pcb[j+1];
pcb[j+1]=temp;
}
}
}
if(pcb[0].state!=‘F‘)
{
pcb[0].state=‘R‘;
}
}
void Print()
{
int i;
Sort();
printf("\n 进程名 优先级 到达时间 需要时间 已用时间 进程状态 \n");
for(i=0;i<n;i++)
{
printf("%8s%8d %8d %10d %10d %10c\n",pcb[i].name,pcb[i].priority,pcb[i].arrtime,pcb[i].needtime,pcb[i].usedtime,pcb[i].state);
}
}
void Attemper()
{
do{
if((pcb[0].needtime-pcb[0].usedtime)>pTime) //判断进程剩余的运行时间是否大于时间片
{
pcb[0].usedtime+=pTime;
pcb[0].priority--;
pcb[0].state=‘W‘;
}
else //已完成的进程
{
pcb[0].usedtime=pcb[0].needtime;
pcb[0].priority=-1;
pcb[0].state=‘F‘;
}
Print();
}while(pcb[0].state!=‘F‘);
}
运行结果：
5. 实验总结
这次实验是关于进程调度模拟程序，在学习进程调度模拟程序相关算法的同时，不仅让我学到了很多算法思想，也很好开拓了我们的思维，学会从不同的角度去思考问题和解决问题。