操作系统进程调度算法模拟实验报告

进程调度算法模拟

专业：XXXXX 学号：XXXXX 姓名：XXX

实验日期：20XX年XX月XX日

一、实验目的

通过对进程调度算法的模拟加深对进程概念和进程调度算法的理解。

二、实验要求

编写程序实现对5个进程的调度模拟，要求至少采用两种不同的调度算

法分别进行模拟调度。

三、实验方法内容

1. 算法设计思路

将每个进程抽象成一个控制块PCB， PCB用一个结构体描述。

构建一个进程调度类。将进程调度的各种算法分装在一个类中。类中存

在三个容器，一个保存正在或未进入就绪队列的进程，一个保存就绪的进程，另一个保存已完成的进程。还有一个PCB实例。主要保存正在运行的进程。类中其他方法都是围绕这三个容器可以这个运行中的PCB展开。

主要用到的技术是STL中的vector以维护和保存进程容器、就绪容器、

完成容器。

当程序启动时，用户可以选择不同的调度算法。然后用户从控制台输入

各个进程的信息，这些信息保存到进程容器中。进程信息输入完毕后，就开始了进程调度，每调度一次判断就绪队列是否为空，若为空则系统时间加一个时间片。判断进程容器中是否有新的进程可以加入就绪队列。 2. 算法流程图 主程序的框架：

();//先来先服务

();//最短进程优先调度//简单时间片轮转//最高优先数优先//输入进程信息

();.m_WaitQueue.empty()||.m_ProcessQueue.empt()

();

();

进程调度过程：

;

3. 算法中用到的数据结构

struct fcfs{ //先来先服务算法从这里开始 char name[10]; float arrivetime; float servicetime; float starttime; float finishtime; float zztime; float dqzztime;

}; //定义一个结构体，里面包含的有一个进程相关的信息

4. 主要的常量变量

vector<PCB>m_ProcessQueue;//进程输入队列

vector<PCB>m_WaitQueue;//进程就绪队列 vector<PCB>m_FinishQueue;//完成队列 vector<PCB>::iterator m_iter;//迭代器 PCB m_runProcess;//运行中的进程

int m_ProcessCount;//进程数 float m_RunTime;//运行时间

int m_tagIsRun;//是否在运行标志。表示正在运行，表示没有 float m_TimeSlice;//时间片大小

int m_TimeSliceCount;//指时间片轮转中一次分到的时间片个数 char m_SchedulerAlgorithm;//调度算法

5. 主要模块

void PCBInput();//输入进程信息

void PCBSort();//对进程控制块按照优先级排序(采用冒泡排序)

void ProcessSelect();//若当前就绪队列不为空则根据选择的调度算法开始调度。否则，系统时间void PCBDisplay();//打印当前状况下。就绪队列、完成队列、运行中的进程信息

void ProcessRun();//进程运行一次。运行时间加个时间片。并判断进程是否达到完成条件。若是则void ProcessQueueProcess();//查看当前时间下，有无进程加入。若有则把该进程调入就绪队列 void ProcessDispatch();//进程分派，进程执行完成后决定进程该进入哪个队列(就绪、完成) void TimePast(){ m_RunTime +=m_TimeSlice; ProcessQueueProcess();}//当前系统时间加个时间void SchedulerStatistics();//调度统计，计算周转时间等 void FCFS();//先来先服务 void SJF();//最短进程优先调度 void RR();//简单时间片轮转 void PD();//最高优先数优先

加.以等待新的进程到来

ProcessStatus='f'.否则为'w';

片，并检查是否有新的进程加入

四、实验代码

#include <cstdlib> #include <iostream> #include<iomanip>

using namespace std;

struct fcfs{ //先来先服务算法从这里开始 char name[10]; float arrivetime; float servicetime; float starttime; float finishtime; float zztime; float dqzztime;

}; //定义一个结构体，里面包含的有一个进程相关的信息

fcfs a[100];

void input(fcfs *p,int N) { int i;

cout<<endl; printf(" 请您输入进程的 名字 到达时间 服务时间: (例如: a 0 100)\n\n");

for(i=0;i<=N-1;i++) { printf(" 请您输入进程%d的信息:\t",i+1); scanf("\t\t\t%s%f%f",&p[i].name,&p[i].arrivetime,&p[i].servicetime);

} }

void Print(fcfs *p,float arrivetime,float servicetime,float starttime,float finishtime,float zztime,float dqzztime,int N)

{ int k;

printf("\n\n调用先来先服务算法以后进程运行的顺序是: "); printf("%s",p[0].name); for(k=1;k<N;k++) { printf("-->%s",p[k].name); }

cout<<endl; printf("\n 具体进程调度信息:\n");

printf("\t进程名 到达时间 服务时间 开始时间 结束时间 周转时间 带权周转时间\n");

for(k=0;k<=N-1;k++) {

printf("\t%s\t%-.2f\t %-.2f\t %-.2f\t %-.2f\t %-.2f\t %-.2f\n",p[k].name,p[k].arrivetime,

p[k].servicetime,p[k].starttime,p[k].finishtime,p[k].zztime,p[k].dqzztime);

}

getchar(); //此处必须要有这个函数，否则就看不到显示器上面的输出，可以看到的结果只是一闪而过的一个框剪

}

void sort(fcfs *p,int N) //排序

{

for(int i=0;i<=N-1;i++) for(int j=0;j<=i;j++)

if(p[i].arrivetime<p[j].arrivetime) {

fcfs temp; temp=p[i]; p[i]=p[j]; p[j]=temp; } }

void deal(fcfs *p, float arrivetime,float servicetime,float starttime,float finishtime,float &zztime,float &dqzztime,int N) //运行阶段

{ int k;

for(k=0;k<=N-1;k++) {

if(k==0) { p[k].starttime=p[k].arrivetime; p[k].finishtime=p[k].arrivetime+p[k].servicetime;}

else { p[k].starttime=p[k-1].finishtime;

p[k].finishtime=p[k-1].finishtime+p[k].servicetime;} }

for(k=0;k<=N-1;k++) { p[k].zztime=p[k].finishtime-p[k].arrivetime; p[k].dqzztime=p[k].zztime/p[k].servicetime; } }

void FCFS(fcfs *p,int N) { float

arrivetime=0,servicetime=0,starttime=0,finishtime=0,zztime=0,dqzztime=0;

sort(p,N);

deal(p,arrivetime,servicetime,starttime,finishtime,zztime,dqzztime,N); Print(p,arrivetime,servicetime,starttime,finishtime,zztime,dqzztime,N); getchar();

} //先来先服务算法到此结束

struct sjf{//最短进程优先调度算法从这里开始 char name[10]; float arrivetime; //到达时间 float servicetime; //运行时间 float starttime; //开始时间 float finishtime; //完成时间 };

sjf a1[100];

void input(sjf *p,int N1)//进程信息输入 { int i; cout<<endl;

printf(" 请您输入进程的 名字 到达时间 服务时间: (例如: a 0 100)\n");

for(i=0;i<=N1-1;i++) {

printf(" 请您输入进程%d的信息:\t",i+1);

scanf("\t\t\t%s%f%f",&p[i].name,&p[i].arrivetime,&p[i].servicetime);

} }

void Print(sjf *p,float arrivetime,float servicetime,float starttime,float finishtime,int N1)//最终结果输出

{

int k;

printf("\n\t调用最短进程优先调度算法以后进程的调度顺序为:"); printf("%s",p[0].name); for(k=1;k<N1;k++) {printf("-->%s",p[k].name);} cout<<endl;

printf("\n给个进程具体调度信息如下:\n");

printf("\n\t进程名\t到达时间\t运行时间\t开始时间\t完成时间\n");

for(k=0;k<=N1-1;k++) {

printf("

\t%s\t %-.2f\t\t %-.2f\t\t %-.2f\t\t %-.2f\t\n",p[k].name,p[k].arrivetime,

p[k].servicetime,p[k].starttime,p[k].finishtime); }

getchar(); }

void sort(sjf *p,int N1)//排序 {

for(int i=0;i<=N1-1;i++) for(int j=0;j<=i;j++)

if(p[i].arrivetime<p[j].arrivetime) {

sjf temp; temp=p[i]; p[i]=p[j]; p[j]=temp; } }

void deal(sjf *p, float arrivetime,float servicetime,float starttime,float finishtime,int N1)//运行阶段

{ int k;

for(k=0;k<=N1-1;k++) {

if(k==0) {

p[k].starttime=p[k].arrivetime;

p[k].finishtime=p[k].arrivetime+float(p[k].servicetime)/60;} else {

p[k].starttime=p[k-1].finishtime;

p[k].finishtime=p[k-1].finishtime+float(p[k].servicetime)/60;}

} }

void sjff(sjf *p,int N1) { float arrivetime=0,servicetime=0,starttime=0,finishtime=0; sort(p,N1);

for(int m=0;m<N1-1;m++) {if(m==0)

p[m].finishtime=p[m].arrivetime+float(p[m].servicetime)/60; else

p[m].finishtime=p[m-1].finishtime+float(p[m].servicetime)/60;

int i=0;

for(int n=m+1;n<=N1-1;n++) { if(p[n].arrivetime<=p[m].finishtime) i++; }

float min=p[m+1].servicetime; int next=m+1;

for(int k=m+1;k<m+i;k++) {

if(p[k+1].servicetime<min) {min=p[k+1].servicetime; next=k+1;} }

sjf temp;

temp=p[m+1]; p[m+1]=p[next]; p[next]=temp; }

deal(p,arrivetime,servicetime,starttime,finishtime,N1);

Print(p,arrivetime,servicetime,starttime,finishtime,N1); getchar();

}//最短进程优先调度算法到这里结束 char menu()//用来输出相关信息的函数 {

char cse1; while(1) {

system("cls"); fflush(stdin); cout<<endl; cout<<endl; cout<<"\t"<<"|| <<<<<<<<<<<<欢<<<<<<<<<<< >>>>>>>>>>>>迎>>>>>>>>>>> ||"<<endl ;

cout<<"\t"<<"|| ||"<<endl ;

cout<<"\t"<<"||"<<"\t 进程调度算法模拟"<<"\t\t"<<"||"<<endl;

cout<<"\t"<<"|| ||"<<endl ;

cout<<"\t"<<"||"<<"\t\t 1.先来先服务调度算法

"<<"\t\t"<<"||"<<endl;

cout<<"\t"<<"|| ||"<<endl ;

cout<<"\t"<<"||"<<"\t\t 2.最短进程优先调度算法"<<"\t\t"<<"||"<<endl;

cout<<"\t"<<"|| ||"<<endl ;

cout<<"\t"<<"|| <<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<您>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>> ||"<<endl ;

cout<<endl; cout<<endl;

cout<<"\t\t 请输入您的选择（1/2）："; cse1=getchar(); if(cse1<'1'||cse1>'2')

cout<<"你的输入有错！"<<endl; else

break; }

return cse1; }

int main(int argc, char *argv[])

{

while(1) {

switch(menu()) {

case '1':

int N; cout<<endl; cout<<endl;

printf("\t\t<<---!!!@@@先来先服务调度算法@@@!!!--->>\n");

cout<<endl;

printf("输入进程数目:"); scanf("%d",&N); input(a,N); FCFS(a,N);

case '2':

int N1;

cout<<endl; cout<<endl;

printf("\t\t<<---!!!@@@最短进程优先调

度算法@@@!!!--->>\n");

cout<<endl;

printf("输入进程数目: "); scanf("%d",&N1); input(a1,N1); sjf *b=a1; sjf *c=a1; sjff(b,N1); getchar(); } }

system("PAUSE");

return EXIT_SUCCESS; }

五、实验结果

1. 执行结果

2. 结果分析

先来先服务调度算法就是根据进程达到的时间为依据，哪一个进程先来那么该进程就会先执行；最短进程优先调度算法则是以每个进程执行所需时间长短为依据，某一个进程执行所需花的时间要短些那么该进程就先执行。以上就是本次进程调度实验的依据。

六、实验总结

通过本次实验了解到算法很重要，又更加明白算法本身可以节约时间，而且不同的函数之间在调用的时候要注意很多的问题。

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/3tmi.html