試驗(yàn)一進(jìn)程控制與處理機(jī)調(diào)度綜合試驗(yàn)

1、實(shí)驗(yàn)一進(jìn)程控制與處理機(jī)調(diào)度綜合實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康耐ㄟ^(guò)模擬進(jìn)程控制方法及單處理機(jī)系統(tǒng)的進(jìn)程調(diào)度，了解進(jìn)程的結(jié)構(gòu)，進(jìn)程的創(chuàng)建與撤消，進(jìn)程的組織及進(jìn)程的狀態(tài)及其轉(zhuǎn)換，掌握進(jìn)程調(diào)度策略。二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容本實(shí)驗(yàn)為單機(jī)模擬進(jìn)程調(diào)度算法，在程序設(shè)計(jì)時(shí)不需真正地建立線程或者進(jìn)程。實(shí)驗(yàn)?zāi)M創(chuàng)建若干進(jìn)程（人為輸入或隨機(jī)數(shù)產(chǎn)生），選擇一種或幾種單處理機(jī)的進(jìn)程調(diào)度算法，如FCFS（先來(lái)先服務(wù)），SPF （短進(jìn)程優(yōu)先），RR （時(shí)間片輪轉(zhuǎn)法），優(yōu)先級(jí)算法等，模擬進(jìn)行進(jìn)程調(diào)度。每進(jìn)行一次調(diào)度，都打印一次運(yùn)行進(jìn)程、就緒隊(duì)列、以及各個(gè)進(jìn)程的PCB并能在進(jìn)程完成后及時(shí)撤消該進(jìn)程。三、算法描述1進(jìn)程及進(jìn)程的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)程是現(xiàn)代計(jì)算機(jī)中的

2、基本要素，是系統(tǒng)分配資源和調(diào)度的基本單位。進(jìn)程與程序不同， 進(jìn)程是系統(tǒng)中動(dòng)態(tài)的實(shí)體，有它的創(chuàng)建、運(yùn)行和撤銷(xiāo)的過(guò)程。PC破是系統(tǒng)感知進(jìn)程存在的唯一實(shí)體。進(jìn)程的創(chuàng)建必須首先創(chuàng)建進(jìn)程的pcbm而進(jìn)程的運(yùn)行也伴隨著 pc破的變化，進(jìn)城撤銷(xiāo)也要同時(shí)撤銷(xiāo)它的PCBM所以本實(shí)驗(yàn)的任務(wù)就是通過(guò)模擬調(diào)度進(jìn)程的PCB塊來(lái)調(diào)度進(jìn)程。 進(jìn)程的PCBtfe包含以下四方面的內(nèi)容： a）進(jìn)程標(biāo)示符 b）處理及狀態(tài)信息 c）進(jìn)程調(diào)度信息 d）進(jìn)程控制信息 進(jìn)程在運(yùn)行中存在三種基本狀態(tài)，分別是運(yùn)行狀態(tài)、就緒狀態(tài)和阻塞狀態(tài)。2進(jìn)程調(diào)度一個(gè)運(yùn)行進(jìn)程的時(shí)間片用完或發(fā)生阻塞時(shí)，系統(tǒng)就會(huì)選擇一個(gè)就緒進(jìn)程調(diào)度執(zhí)行。進(jìn)程的調(diào)度算法有很多如

3、FCFS SPF、優(yōu)先級(jí)調(diào)度和時(shí)間片輪轉(zhuǎn)方法。進(jìn)程調(diào)度算法模擬試驗(yàn)就是通 過(guò)調(diào)度進(jìn)程的PCB塊來(lái)模擬調(diào)度進(jìn)程。在系統(tǒng)中PCB塊就表現(xiàn)為一個(gè)結(jié)構(gòu)體，PCB塊之間的連接方式存在兩種，一種是連接方式，一種是索引方式。本試驗(yàn)中可選擇任意一種連接方式。3例程設(shè)計(jì)一個(gè)有N個(gè)進(jìn)程共行的進(jìn)程調(diào)度程序。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）。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 CP叫間、進(jìn)程狀態(tài)等等。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

4、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)行計(jì)算。每個(gè)進(jìn)程的狀態(tài)可以是就緒 W(Wait)、運(yùn)行R(Run)、或完成F (Finish )三種狀態(tài)之一。 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)間已達(dá)到所需要的運(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寸間還未達(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每進(jìn)行一次調(diào)度程序都打印一次運(yùn)行進(jìn)程、就緒隊(duì)列、以及各個(gè)進(jìn)程的PCB,以便進(jìn)行檢查。重復(fù)以上過(guò)程，直到所要進(jìn)程都完成為止。調(diào)

5、度算法的流程圖如下:初始化進(jìn)程PCB輸入進(jìn)程信息各進(jìn)程按優(yōu)先數(shù)從高到低排列是運(yùn)行進(jìn)程的優(yōu)先數(shù)減1把運(yùn)行進(jìn)程插入就緒隊(duì)列圖1-1流程圖四、參考程序void sort()(PCB *first, *second;優(yōu)先級(jí)最大者，插入隊(duì)首*/int insert=0;if(ready=NULL)|(p->super)>(ready->super) /*(p->link=ready;ready=p;else /*進(jìn)程比較優(yōu)先級(jí)，插入適當(dāng)?shù)奈恢弥?/(first=ready;second=first->link;while(second!=NULL) (if(p->su

6、per)>(second->super) /*若插入進(jìn)程比當(dāng)前進(jìn)程優(yōu)先數(shù)大,*/ /*插入到當(dāng)前進(jìn)程前面*/ p->link=second; first->link=p;second=NULL;insert=1; else /*插入進(jìn)程優(yōu)先數(shù)最低，則插入到隊(duì)尾*/first=first->link;second=second->link; if(insert=0) first->link=p; 五、選做題完成FCFS SPF算法。#include "string"#include "iostream"#defin

7、e N 10using namespace std;struct Gzuo char Id;int Runtime;Gzuo joblineN;void Menu() cout<<"*歡迎使用作業(yè)調(diào)度模擬程序*"<<endl;cout<<"* a.輸入 *"<<endl;cout<<"* b.FCFS *"<<endl;cout<<"* c.SJF *"<<endl;cout<<"* d.退出 *&

8、quot;<<endl;cout<<"請(qǐng)輸入 ad:")void Input()(for(int b=0;b<N;b+)(cout<<" 作業(yè)編號(hào)(19，按0鍵結(jié)束):"cin>>joblineb.Id;if(joblineb.Id='0')break;cout<<"運(yùn)行時(shí)間(單位為分鐘):"cin>>joblineb.Runtime;)void FCFS()(int b=0,j,time=0;float t=0;(for(b=0;b<

9、N;b+)(for(j=0;j<b;j+)(int temp;if(joblineb.Id='0')break;if(joblineb.Id>joblinej.Id)(temp=joblineb.Id;joblineb.Id=joblinej.Id;joblinej.Id=temp;temp=joblineb.Runtime;joblineb.Runtime=joblinej.Runtime;joblinej.Runtime=temp;)cout<<"FCFS 運(yùn)行順序是：”； for(int b=0;b<N;b+) cout<&l

10、t;joblineb.Id<<"")cout<<endl;for(b=0;b<N;b+) if (joblineb.Id = '0')break;cout<<joblineb.Id<<""for (j = 0; j <= b; j+)time+=joblinej.Runtime;) ) cout<<endl; cout<<"平均周轉(zhuǎn)時(shí)間是："<<time/b<<endl; )void SJF()void main

11、()char n;while(1)Menu();cin>>n;switch(n)case 'a':Input();continue;case 'b':FCFS();continue;case 'c':SJF();continue;case 'd':exit(0);default:cout<<"輸入錯(cuò)誤，請(qǐng)重新輸入"<<endl;continue;void SJF()int b=0,j,time=0;float t=0;(for(b=0;b<N;b+) (if(jobli

12、neb.Id='0')break;for(j=0;j<b;j+) (int temp;if(joblineb.Runtime<joblinej.Runtime) ( temp=joblineb.Id;joblineb.Id=joblinej.Id; joblinej.Id=temp;temp=joblineb.Runtime;joblineb.Runtime=joblinej.Runtime; joblinej.Runtime=temp; cout<<"SJF運(yùn)行順序是："for(int b=0;b<N;b+) cout<

13、<joblineb.Id<<""cout<<endl;for(b=0;b<N;b+) (if (joblineb.Id = '0')break; cout<<joblineb.Id<<"" for (j = 0; j <= b; j+) ( time+=joblinej.Runtime; cout<<endl;cout<<"平均周轉(zhuǎn)時(shí)間是："<<time/b<<endl;七、實(shí)驗(yàn)出現(xiàn)的問(wèn)題及其解決方案編寫(xiě)程序過(guò)程中，沒(méi)有思路，在馮慧媛同學(xué)的指導(dǎo)幫助下，終于理清楚了思路，順利 的完成了這第一次的實(shí)驗(yàn)報(bào)告。八、實(shí)驗(yàn)感想通過(guò)這第一次的軟件工程實(shí)驗(yàn)， 通過(guò)模擬進(jìn)程控制方法及單處理機(jī)系統(tǒng)的進(jìn)程調(diào)度， 了解進(jìn)程的結(jié)構(gòu)，進(jìn)程的創(chuàng)建與撤消， 進(jìn)程的組織及進(jìn)程的狀態(tài)及其轉(zhuǎn)換，我