1. 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。
0．
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
vc++6.0
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<string.h>
#include<stdlib.h>
typedef struct pcb{
char name[10]; //进程名称
char status[10]; //进程状态
int priority; //优先级
int arrtime; //到达时间
int reqtime; //进程所需时间
int cpuTime; //已用cpu时间
int trueTime; //实际运行时间
int startime; //开始时间
int fintime; //结束时间
}PCB;
int n,N;
PCB pcb[100];
int systime=0;
//菜单
void menu()
{
printf("\n\n |*************** 作业调度 *************|\n");
printf(" |======================================|\n");
printf(" | 1.读取进程 |\n");
printf(" | 2.进程调度 |\n");
printf(" | 0.退出 |\n");
printf(" |======================================|\n");
}
//读取TXT文档
int ReadFile()
{
int m=0;
int i=1;
FILE *fp; //定义文件指针
fp=fopen("进程.txt","r"); //打开文件
if(fp==NULL)
{
printf("File open error !\n");
exit(0);
}
while(!feof(fp))
{
fscanf(fp,"%s%d%d%d",&pcb[i].name,&pcb[i].priority,&pcb[i].arrtime,&pcb[i].reqtime); //fscanf()函数将数据读入
i++;
};
n=i;
if(fclose(fp)) //关闭文件
{
printf("Can not close the file !\n");
exit(0);
}
m=i-1;
return m;
}
//输出
void Print()
{
int i;
n=n+N;
printf("\n\n 进程调度状态表:\n");
printf("\n 进程名称 优先级 到达时间 需要运行时间 CPU运行时间 状态\n");
for(i=0;i<n;i++)
printf(" %s\t\t %d\t\t%d\t %d\t\t %d\t\t%s\n",pcb[i].name,pcb[i].priority,pcb[i].arrtime,pcb[i].reqtime,pcb[i].cpuTime,pcb[i].status);
printf("\n\t\t\t\t\t\t现在系统时间: %d\n",systime);
}
//交换artime
void SwapData(int *x,int *y)
{
int temp;
temp=*x;
*x=*y;
*y=temp;
}
//交换名字
void SwapName(char x[],char y[])
{
char temp[8];
strcpy(temp,x);
strcpy(x,y);
strcpy(y,temp);
}
//排序
int Descend(int a,int b)
{
return a>b;
}
//先到先服务算法
void sort(int(*compare)(int a,int b))
{
int i,j,k;
for(i=0;i<n-1;i++)
{
k=i;
for(j=i+1;j<n;j++)
{
if((*compare)(pcb[j].priority,pcb[k].priority))
k=j;
}
if(k!=i)
{
SwapData(&pcb[k].arrtime,&pcb[i].arrtime);
SwapName(pcb[k].name,pcb[i].name);
SwapData(&pcb[k].reqtime,&pcb[i].reqtime);
SwapData(&pcb[k].priority,&pcb[i].priority);
SwapData(&pcb[k].cpuTime,&pcb[i].cpuTime);
SwapData(&pcb[k].trueTime,&pcb[i].trueTime);
}
}
strcpy(pcb[0].status,"Running");
Print(pcb);
}
void running() //运行函数。判断是否完成
{
int slice,i,k;
slice=1;//3.思考：slice的作用？以及赋值变化的原因？
for(i=1;i<((n+1)-pcb[i].priority);i++)
slice=slice*2;
for(i=0;i<slice;i++)
{
(pcb[i].cpuTime)++;
pcb[0].trueTime++;
if(pcb[0].trueTime>=pcb[0].reqtime)
break;
}
if(pcb[0].trueTime>=pcb[0].reqtime)
{
printf("\n 进程 %s 已完成.\n",pcb[0].name);
for(i=0;i<n;i++)
{
k=i+1;
pcb[i].arrtime=pcb[k].arrtime;
strcpy(pcb[i].name,pcb[k].name);
pcb[i].reqtime=pcb[k].reqtime;
pcb[i].priority=pcb[k].priority;
pcb[i].cpuTime=pcb[k].cpuTime;
pcb[i].trueTime=pcb[k].trueTime;
strcpy(pcb[i].status,pcb[k].status);
}
n=n-1;
sort(Descend);
}
else
{
if(pcb[0].priority>1)
(pcb[0].priority)--;
strcpy(pcb[0].status,"Running");
sort(Descend); /*调用sort函数*/
}
}
main()
{
while(1)
{
int m;
char ch;
menu();
printf(" 请选择模块(0~3): ");
scanf("%d",&m);
printf("\n");
switch(m)
{
case 1:ReadFile();Print();break;
case 2:running();break;
case 0:exit(0);break;
}
}
}
运行结果：
从文件读取进程表：
进程调度过程：
