进程调度算法模拟程序设计C++
（1）用C语言（或其它语言，如Java）实现对N个进程采用某种进程调度算法（如动态优先权调度）的调度。
（2）每个用来标识进程的进程控制块PCB可用结构来描述，包括以下字段：?进程标识数ID。
?进程优先数PRIORITY，并规定优先数越大的进程，其优先权越高。
?进程已占用CPU时间CPUTIME。
?进程还需占用的CPU时间ALLTIME。当进程运行完毕时，ALLTIME变为0。
?进程的阻塞时间STARTBLOCK，表示当进程再运行STARTBLOCK个时间
片后，进程将进入阻塞状态。
?进程被阻塞的时间BLOCKTIME，表示已阻塞的进程再等待BLOCKTIME
个时间片后，将转换成就绪状态。
?进程状态STATE。
?队列指针NEXT，用来将PCB排成队列。
（3）优先数改变的原则：
?进程在就绪队列中呆一个时间片，优先数增加1。
?进程每运行一个时间片，优先数减3。
（4）为了清楚地观察每个进程的调度过程，程序应将每个时间片内的进程的情况显示出来，包括正在运行的进程，处于就绪队列中的进程和处于阻塞队列中的进程。
（5）分析程序运行的结果，谈一下自己的认识。
实验代码
#include "iostream.h"
#include "windows.h"
//#define N 3
typedef struct{
int ID;
int PRIORITY;
int CPUTIME;
int ALLTIME;
int STARTBLOCK;
int BLOCKTIME;
int STATE;//0-运行1-阻塞2-就绪3-结束4-未到达
int REACH;
int TIME;
}PROCESS;
void textcolor (int color)
{
SetConsoleTextAttribute (GetStdHandle (STD_OUTPUT_HANDLE), color ); }
void main(){
int i,time,max,l,l1,time1,flag=0,total=0,N,server[10],sum=0;
PROCESS pro[10];
textcolor(13);
cout<<"注意：本程序中状态代表如下"< textcolor(15); cout<<"请输入进程数:"; cin>>N; cout<<"请设置时间片长度:"; cin>>time; cout<<"请输入各进程初始状态:"< cout<<"ID PRIORITY REACH ALLTIME STARTBLOCK BLOCKTIME"< for(i=0;i pro[i].CPUTIME=0; pro[i].TIME=0; cin>>pro[i].ID>>pro[i].PRIORITY>>pro[i].REACH; cin>>pro[i].ALLTIME>>pro[i].STARTBLOCK>>pro[i].BLOCKTIME; server[i]=pro[i].ALLTIME; if(pro[i].REACH==0) pro[i].STATE=0; else pro[i].STATE=4; } do{ cout< textcolor(12); cout< textcolor(15); cout<<"ID PRIORITY CPUTIME ALLTIME STARTBLOCK BLOCKTIME STATE"< for(i=0;i cout< cout< cout< } total+=time; for(i=0;i if(pro[i].STATE==4&&pro[i].REACH pro[i].STATE=1; } } for(i=0;i time1=pro[i].ALLTIME; if(pro[i].STATE==0){ if(pro[i].ALLTIME<=time){ //pro[i].CPUTIME+=time1; pro[i].ALLTIME=0; pro[i].STATE=3; pro[i].TIME=total-time+time1; } else{ //pro[i].CPUTIME+=time; pro[i].ALLTIME-=time; pro[i].STARTBLOCK--; if(pro[i].STARTBLOCK==0){ pro[i].STATE=1; pro[i].BLOCKTIME=time1; pro[i].STARTBLOCK=time1; } pro[i].PRIORITY-=3; pro[i].TIME=total; } } if(pro[i].STATE==1){ pro[i].BLOCKTIME--; if(pro[i].BLOCKTIME==0) pro[i].STATE=2; pro[i].TIME=total; } if(pro[i].STATE==2){ //pro[i].CPUTIME+=time; pro[i].PRIORITY++; pro[i].TIME=total; } } max=-100; l1=-1; l=-1; for(i=0;i if(pro[i].PRIORITY>max&&(pro[i].STATE==0||pro[i].STATE==2)){ l=i; max=pro[i].PRIORITY; } if(pro[i].STATE==0) l1=i; } if(l!=-1&&l!=l1) pro[l].STATE=0; if(l1!=-1) pro[l1].STATE=2; flag=0; for(i=0;i if(pro[i].STATE!=3){ flag=1; break; } } if(flag==0) break; }while(1); cout< textcolor(12); cout< textcolor(15); cout<<"ID PRIORITY CPUTIME ALLTIME STARTBLOCK BLOCKTIME STATE"< for(i=0;i cout< cout< cout< } cout< cout<<"进程号到达时间结束时间周转时间带权周转时间"< textcolor(10); for(i=0;i cout<<" "< sum+=pro[i].TIME-pro[i].REACH; } cout<<"平均周转时间为:"<<(float)sum/N< textcolor(15); } 实验结果 注意：本程序中状态代表如下 0-运行1-阻塞2-就绪3-结束4-未到达 请输入进程数:3 请设置时间片长度:2 请输入各进程初始状态: ID PRIORITY REACH ALLTIME STARTBLOCK BLOCKTIME 1 4 5 7 8 3 2 6 0 7 2 8 7 3 2 6 2 6 当前时刻为:0 ========================各进程状态为====================== ID PRIORITY CPUTIME ALLTIME STARTBLOCK BLOCKTIME STATE 1 4 0 7 8 3 4 2 6 0 7 2 8 0 7 3 0 6 2 6 4 当前时刻为:2 ========================各进程状态为====================== ID PRIORITY CPUTIME ALLTIME STARTBLOCK BLOCKTIME STATE 1 4 0 7 8 3 4 2 3 0 5 1 8 2 7 3 0 6 2 6 4 当前时刻为:4 ========================各进程状态为====================== ID PRIORITY CPUTIME ALLTIME STARTBLOCK BLOCKTIME STATE 1 4 0 7 8 3 4 2 4 0 5 1 8 0 7 3 0 6 2 5 1 当前时刻为:6 ========================各进程状态为====================== ID PRIORITY CPUTIME ALLTIME STARTBLOCK BLOCKTIME STATE 1 4 0 7 8 2 1 2 1 0 3 5 4 1 7 3 0 6 2 4 1 当前时刻为:8 ========================各进程状态为====================== ID PRIORITY CPUTIME ALLTIME STARTBLOCK BLOCKTIME STATE 1 4 0 7 8 1 1 2 1 0 3 5 3 1 7 3 0 6 2 3 1 当前时刻为:10 ========================各进程状态为====================== ID PRIORITY CPUTIME ALLTIME STARTBLOCK BLOCKTIME STATE 1 5 0 7 8 0 0 2 1 0 3 5 2 1 7 3 0 6 2 2 1 当前时刻为:12 ========================各进程状态为====================== ID PRIORITY CPUTIME ALLTIME STARTBLOCK BLOCKTIME STATE 1 2 0 5 7 0 2 2 1 0 3 5 1 1 7 3 0 6 2 1 1 当前时刻为:14 ========================各进程状态为====================== ID PRIORITY CPUTIME ALLTIME STARTBLOCK BLOCKTIME STATE 1 3 0 5 7 0 2 2 2 0 3 5 0 2 7 4 0 6 2 0 0 当前时刻为:16 ========================各进程状态为====================== ID PRIORITY CPUTIME ALLTIME STARTBLOCK BLOCKTIME STATE 1 4 0 5 7 0 0 2 3 0 3 5 0 2 7 1 0 4 1 0 2 当前时刻为:18 ========================各进程状态为====================== ID PRIORITY CPUTIME ALLTIME STARTBLOCK BLOCKTIME STATE 1 1 0 3 6 0 2 2 4 0 3 5 0 0 7 2 0 4 1 0 2 当前时刻为:20 ========================各进程状态为====================== ID PRIORITY CPUTIME ALLTIME STARTBLOCK BLOCKTIME STATE 1 2 0 3 6 0 2 2 1 0 1 4 0 2 7 3 0 4 1 0 0 当前时刻为:22 ========================各进程状态为====================== ID PRIORITY CPUTIME ALLTIME STARTBLOCK BLOCKTIME STATE 1 3 0 3 6 0 0 2 2 0 1 4 0 2 7 0 0 2 4 3 1 当前时刻为:24 ========================各进程状态为====================== ID PRIORITY CPUTIME ALLTIME STARTBLOCK BLOCKTIME STATE 1 0 0 1 5 0 2 2 3 0 1 4 0 0 7 0 0 2 4 2 1 当前时刻为:26 ========================各进程状态为====================== ID PRIORITY CPUTIME ALLTIME STARTBLOCK BLOCKTIME STATE 1 1 0 1 5 0 0 2 3 0 0 4 0 3 7 0 0 2 4 1 1 当前时刻为:28 ========================各进程状态为====================== ID PRIORITY CPUTIME ALLTIME STARTBLOCK BLOCKTIME STATE 1 1 0 0 5 0 3 2 3 0 0 4 0 3 7 1 0 2 4 0 0 当前时刻:30 ========================各进程状态为====================== ID PRIORITY CPUTIME ALLTIME STARTBLOCK BLOCKTIME STATE 1 1 0 0 5 0 3 2 3 0 0 4 0 3 7 1 0 0 4 0 3 各进程运行结束! 进程号到达时间结束时间周转时间带权周转时间 1 5 27 2 2 3.14286 2 0 25 25 3.57143 7 2 30 28 4.66667 平均周转时间为:25 Press any key to continue 河南中医学院 《linux操作系统》课程设计报告 题目：基于Linux的进程调度模拟程序 所在院系：信息技术学院 专业年级：2011级计算机科学与技术完成学生：2011180021 郭姗 指导教师：阮晓龙 完成日期：201X 年06 月22 日 目录 1. 课程设计题目概述3 2. 研究内容与目的4 3. 研究方法5 4. 研究报告6 5. 测试报告/实验报告7 6. 课题研究结论8 7. 总结9 1、课程设计题目概述 随着Linux系统的逐渐推广，它被越来越多的计算机用户所了解和应用. Linux是一个多任务的操作系统，也就是说，在同一个时间内，可以有多个进程同时执行。如果读者对计算机硬件体系有一定了解的话，会知道我们大家常用的单CPU计算机实际上在一个时间片断内只能执行一条指令，那么Linux是如何实现多进程同时执行的呢？原来Linux使用了一种称为"进程调度（process scheduling）"的手段，首先，为每个进程指派一定的运行时间，这个时间通常很短，短到以毫秒为单位，然后依照某种规则，从众多进程中挑选一个投入运行，其他的进程暂时等待，当正在运行的那个进程时间耗尽，或执行完毕退出，或因某种原因暂停，Linux就会重新进行调度，挑选下一个进程投入运行。因为每个进程占用的时间片都很短，在我们使用者的角度来看，就好像多个进程同时运行一样了。本文就是对进程调度进行研究、实验的。 本文首先对Linux系统进行了简要的介绍, 然后介绍了进程管理的相关理论知识。其次，又介绍最高优先数优先的调度算法（即把处理机分配给优先数最高的进程）、先来先服务算法的相关知识，并对进程调度进行最高优先数优先的调度算法和先来先服务算法模拟实验，并对比分析两种算法的优缺点，从而加深对进程概念和进程调度过程/算法的理解 设计目的：在多道程序和多任务系统中，系统内同时处于就绪状态的进程可能有若干个。也就是说能运行的进程数大于处理机个数。为了使系统中的进程能有条不紊地工作，必须选用某种调度策略，选择某一进程占用处理机。使得系统中的进程能够有条不紊的运行，同时提高处理机的利用率以及系统的性能。所以设计模拟进程调度算法（最高优先数优先的调度算法、先来先服务算法），以巩固和加深处理进程的概念，并且分析这两种算法的优缺点。关键词：linux 进程调度调度算法 福建农林大学计算机与信息学院 课程设计报告 课程名称：操作系统 实习题目：进程调度算法模拟 姓名： 系：计算机科学与技术系 专业：计算机科学与技术 年级：2012 学号： 指导教师： 职称：副教授 年月日 福建农林大学计算机与信息学院计算机类 课程设计结果评定 目录 1.本选题课程设计的目的 (4) 2.本选题课程设计的要求 (4) 3.本选题课程设计报告内容 (4) 3．1前言 (4) 3．2进程调度算法模拟的环境 (4) 3．3系统技术分析 (4) 3．4系统流程图及各模块 (5) 3．5程序调试情况 (8) 4．总结 (11) 参考文献 (11) 程序代码 (12) 1.设计目的 课程设计将课本上的理论知识和实际有机的结合起来，锻炼学生的分析系统，解决实际问题的能力。提高学生分析系统、实践编程的能力。 2.设计要求 利用学到的操作系统和编程知识，完成具有一定难度的系统分析研究或系统设计题目。其中：专题系统理论研究应包括研究目的、目标，论点和论据以及证明推导等；分析、设计系统应包括编写、调试程序以及最后写出设计报告或系统说明文档文件，系统说明文档包括系统界面、变量说明、系统功能说明、编程算法或思路、流程图和完整程序。具体要求如下： 1、对系统进行功能模块分析、控制模块分析正确； 2、系统设计要实用； 3、编程简练，可用，功能全面； 4、说明书、流程图要清楚。 3.设计方案 3.1前言 本程序包括三种算法，用C或C++语言实现，执行时在主界面选择算法（可用函数实现），进入子页面后输入进程数，（运行时间，优先数由随机函数产生），执行，显示结果。 3.2本选题设计的环境 WindowsXP下的Microsoft Visual C++ 6.0 3.3系统技术分析 （1）编程实现对N个进程采用某种进程调度算法（如动态优先权调度算法、先来先服务算法、短进程优先算法、时间片轮转调度算法）调度执行的模拟。（2）每个用来标识进程的进程控制块PCB可用结构来描述，包括以下字段：进程标识数ID。 进程优先数PRIORITY，并规定优先数越大的进程，其优先权越高。 操作系统课程设计报告题目：进程调度算法的模拟实现_ 专业计算机科学与技术 学生姓名 班级 学号 指导教师 发放日期2015.1.30 信息工程学院 目录 1 概述 (1) 2 设计原理 (1) 2.1先来先服务算法 (1) 3 详细设计与编码 (2) 3.1 模块设计 (2) 3.2 系统流程图 (2) 3.3 系统详细设计 (2) 4 结果与分析 (6) 4.1 测试方案 (6) 4.2 测试结果 (6) 4.3 测试结果分析 (9) 5 设计小结 (10) 6 参考文献 (10) 附录程序代码 (12) 进程调度算法的模拟实现 进程调度算法的模拟实现 1 概述 选择一个调度算法，实现处理机调度，进程调度算法包括：先来先服务算法，短进程优先算法，时间片轮转算法，动态优先级算法。可选择进程数量，本程序包括四种算法，用C或C++语言实现，执行时在主界面选择算法（可用函数实现），进入子页面后输入进程数，（运行时间，优先数由随机函数产生），执行，显示结果。 2 设计原理 2.1先来先服务(FCFS)算法 每次调度都是从后备作业队列中选择一个或多个最先进入该队列的作业，将它们调入内存，为它们分配资源创建进程，然后放入就绪队列 2.2 时间片轮转法(RR)算法 系统将所有的就绪进程按先来先服务的原则排成一个队列，每次调度时，把CPU分配给队首进程，并令其执行一个时间片。时间片的大小从几ms到几百ms。当执行的时间片用完时，由一个计时器发出时钟中断请求，调度程序便据此信号来停止该进程的执行，并将它送往就绪队列的末尾；然后，再把处理机分配给就绪队列中新的队首进程，同时也让它执行一个时间片。 2.3短作业优先(SJF)算法 短作业优先调度算法是从就绪队列中选出一个估计运行时间最短的进程，将处理机分配给它，使它立即执行并一直执行到完成，或发生某事件而被阻塞放弃处理机时再重新调度。 2.4最高优先权优先(HRRN)算法 优先权调度算法是为了照顾紧迫型作业，使之在进入系统后便获得优先处理，引入最高优先权优先调度算法。动态优先权是指在创建进程时所赋予的优先权，是可以随进程的推进或随其等待时间的增加而改变的，以便获得更好的调度性能。 实验一模拟实现进程调度算法(4学时) ①、实验目的 a、进程调度是处理机管理的核心内容。观察、体会操作系统的进程调度方法，并通过一个简单的进程调度模拟程序的实现，加深对进程控制块、进程队列、进程调度算法，进程切换的理解，并体会和了解各种调度算法的具体实施办法。 b、提高实际动手编程能力，为日后从事软件开发工作打下坚实基础。 ②、实验内容 a、设计进程控制块PCB表结构，模拟实现进程调度算法：FIFO，静态优先级调度，时间片轮转调度，短进程优先调度算法，多级反馈队列调度。（实现静态优先级调度算法、短进程优先调度算法）。 b、编写一个进程调度程序模拟程序。模拟程序只对PCB进行相应的调度模拟操作，不需要实际程序。 c、由用户输入（可通过文件输入）进程名、进程状态、进程运行时间和进程优先级等数据。 ③、实验要求 a、使用模块化设计思想来设计。 b、给出主函数和各个算法函数的流程图。 c、学生可按照自身条件，随意选择采用的算法，（例如：采用冒泡法编写程序，实现短进程优先调度的算法）。 d、进程调度程序模拟程序只对PCB进行相应的调度模拟操作，不需要实际程序。 ④、运行结果 a、给出进程的调度模拟操作排序结果。 ⑤、提示 a、每个进程可有三个状态，并假设初始状态为就绪状态。 b、为了便于处理，程序中的进程运行时间以纳秒为单位计算。 C、各进程的优先级或轮转时间数以及进程需运行的纳秒数的初始值均由用户给定。 d、在优先级算法中，采用静态优先级。在时间片轮转算法中，采用可变时间片，由用户给定。 e、对于遇到优先级一致的情况，采用FIFO策略解决。 f、输入：进程流文件（文本文件），其中存储的是一系列要执行的进程，每个进程包括四个数据项：进程名进程状态(1就绪2等待3运行) 所需时间优先级(0级最高)。 g、输出：进程执行流等待时间平均等待时间。 ⑥、分析与讨论 a、各种进程调度算法的异同？ b、如何理解“算法+数据结构=程序设计”？ c、如何理解“数据结构始终是为实现功能服务的”？ ⑦、参考代码 参看：附录A1 考核方法： 1、实验报告占50%，程序设计30%，出勤占20%； 3、每次实验100分，2次实验的平均分为最终实验成绩。 注：无出勤只交实验报告者，以实验报告成绩×50%为最后成绩。 打游戏者发现一次本次实验扣10分。 早退者本次实验扣10分。 点名时未到者，后来补签到按照迟到时间长短扣分，点名后即来扣5分，1节课过后才来扣10分。 武汉理工大学华夏学院课程设计报告书 课程名称：操作系统原理 题目：时间片轮转进程调度模拟算法的实现系名：信息工程系 专业班级：计算机1132班 姓名：李杰 学号： 10210413209 指导教师: 司晓梅 2015年 6 月 26日 武汉理工大学华夏学院信息工程系 课程设计任务书 课程名称：操作系统原理课程设计指导教师：司晓梅 班级名称：计算机1131-2 开课系、教研室：自动化与计算机 一、课程设计目的与任务 操作系统课程设计是《操作系统原理》课程的后续实践课程，旨在通过一周的实践训练， 加深学生对理论课程中操作系统概念，原理和方法的理解，加强学生综合运用操作系统原理、 Linux系统、C语言程序设计技术进行实际问题处理的能力，进一步提高学生进行分析问题 和解决问题的能力，包含系统分析、系统设计、系统实现和系统测试的能力。 学生将在指导老师的指导下，完成从需求分析，系统设计，编码到测试的全过程。 二、课程设计的内容与基本要求 1、课程设计题目 时间片轮转进程调度模拟算法的实现 2、课程设计内容 用c/c++语言实现时间片轮转的进程调度模拟算法。要求： 1．至少要有5个以上进程 2．进程被调度占有CPU后，打印出该进程正在运行的相关信息 提示: 时间片轮转调度算法中，进程调度程序总是选择就绪队列中的第一个进程，也就是说按照先来先服务原则调度，但一旦进程占用处理机则仅使用一个时间片。在使用完一个时间片后，进程还没有完成其运行，它必须释放出处理机给下一个就绪的进程，而被抢占的进程返回到就绪队列的末尾重新排队等待再次运行。 1）进程运行时，只打印出相关提示信息，同时将它已经运行的时间片加1就可以了。 2）为进程设计出PCB结构。PCB结构所包含的内容，有进程名、进程所需运行时间、已运行时间和进程的状态以及指针的信息等。 3、设计报告撰写格式要求： 1设计题目与要求 2 设计思想 3系统结构 4 数据结构的说明和模块的算法流程图 5 使用说明书（即用户手册）：内容包含如何登录、退出、读、写等操作说明 6 运行结果和结果分析（其中包括实验的检查结果、程序的运行情况） 华北科技学院计算机系综合性实验 实验报告 课程名称操作系统C 实验学期2012至2013学年第2学期学生所在系部计算机系 年级专业班级 学生姓名学号 任课教师杜杏菁 实验成绩 计算机系制 《操作系统C》课程综合性实验报告 开课实验室：基础六机房2013年6月3日 实验题目进程调度算法模拟 一、实验目的 通过对进程调度算法的模拟，进一步理解进程的基本概念，加深对进程运行状态和进程调度过程、调度算法的理解。 二、设备与环境 1.硬件设备：PC机一台 2.软件环境：安装Windows操作系统或者Linux操作系统，并安装相关的程序开发环境，如C \C++\Java等编程语言环境。 三、实验内容 （1）用C语言（或其它语言，如Java）实现对N个进程采用某种进程调度算法（如动态优先权调度）的调度。 （2）每个用来标识进程的进程控制块PCB可用结构来描述，包括以下字段： ?进程标识数ID。 ?进程优先数PRIORITY，并规定优先数越大的进程，其优先权越高。 ?进程已占用CPU时间CPUTIME。 ?进程还需占用的CPU时间ALLTIME。当进程运行完毕时，ALLTIME变为0。 ?进程的阻塞时间STARTBLOCK，表示当进程再运行STARTBLOCK个时间片后，进程将进 入阻塞状态。 ?进程被阻塞的时间BLOCKTIME，表示已阻塞的进程再等待BLOCKTIME个时间片后，将 转换成就绪状态。 ?进程状态STATE。 ?队列指针NEXT，用来将PCB排成队列。 （3）优先数改变的原则： ?进程在就绪队列中呆一个时间片，优先数增加1。 ?进程每运行一个时间片，优先数减3。 （4）为了清楚地观察每个进程的调度过程，程序应将每个时间片内的进程的情况显示出来，包括正在运行的进程，处于就绪队列中的进程和处于阻塞队列中的进程。 一．课程概述 1.1.设计构想 程序能够完成以下操作：创建进程：先输入进程的数目，再一次输入每个进程的进程名、运行总时间和优先级，先到达的先输入；进程调度：进程创建完成后就选择进程调度算法，并单步执行，每次执行的结果都从屏幕上输出来。 1.2.需求分析 在多道程序环境下，主存中有着多个进程，其数目往往多于处理机数目，要使这多个进程能够并发地执行，这就要求系统能按某种算法，动态地把处理机分配给就绪队列中的一个进程，使之执行。分配处理机的任务是由处理机调度程序完成的。由于处理机是最重要的计算机资源，提高处理机的利用率及改善系统必（吞吐量、响应时间），在很大程度上取决于处理机调度性能的好坏，因而，处理机调度便成为操作系统设计的中心问题之一。本次实验在VC++6.0环境下实现先来先服务调度算法，短作业优先调度算法，高优先权调度算法，时间片轮转调度算法和多级反馈队列调度算法。 1.3.理论依据 为了描述和管制进程的运行，系统为每个进程定义了一个数据结构——进程控制块PCB(Process Control Block),PCB中记录了操作系统所需的、用于描述进程的当前情况以及控制进程运行的全部信息，系统总是通过PCB对进程进行控制，亦即，系统是根据进程的PCB 而不是任何别的什么而感知进程的存在的，PCB是进程存在的惟一标志。本次课程设计用结构体Process代替PCB的功能。 1.4.课程任务 一、用C语言（或C++）编程实现操作模拟操作系统进程调度子系统的基本功能；运用多 种算法实现对进程的模拟调度。 二、通过编写程序实现进程或作业先来先服务、高优先权、按时间片轮转、短作业优先、多 级反馈队列调度算法，使学生进一步掌握进程调度的概念和算法，加深对处理机分配的理解。 三、实现用户界面的开发 目录 1、设计目的意义 (2) 1.1、目的意义 (2) 1.2、实现目标 (2) 2、设计方案 (3) 2.1、软硬件环境 (3) 2.2、开发工具 (3) 2.3、思路 (3) 3、程序功能模块设计 (4) 3.1、总体模块 (4) 3.2、部分模块 (4) 3.3、详细功能描述 (6) 4、程序总控流程图 (6) 5、数据结构设计 (8) 5.1、PCB结构 (8) 5.2、进程状态结构 (8) 5.3、控件结构 (9) 6、程序代码结构 (9) 7、程序主要代码解析 (10) 8、测试数据及测试结果 (15) 8.1、运行时部分界面 (15) 8.2、数据测试记录 (17) 9、设计过程中遇到的问题及解决方法 (18) 10、结论 (18) 10.1、系统实现情况 (18) 10.2、系统特点 (18) 10.3、设计体会及收获 (18) 11、参考资料 (19) 模拟进程调度功能的设计与实现 1、设计目的意义 1.1、目的意义 ●通过课程设计理解进程调度的概念，深入了解进程控制的功能、进程的创建、删除以 及进程各个状态间的转换过程；实现先来先服务、时间片轮转、最短作业优先、优先级调度算法对进程进行的调度过程；通过观察有关的队列结构的内容的动态变化过程深入体会各个调度算法的特点；从而能够更好的巩固从书本上学到的知识。 ●编程过程中需要建立队列等结构进行各种操作，通过该次课程设计，我们更加从实用 的角度对《数据结构》课程内容进行更深入理解和更熟练的应用。 ●使用C++语言进行编程，通过对调度功能的编程实现，不但能有效训练我们对编程语 言的熟练使用，还能促进我们独立思考解决问题、以及独立查新获取知识的能力。 1.2、实现目标 ●一个进程的生命期可以划分为一组状态，这些状态刻画了整个进程。系统根据PCB结 构中的状态值控制过程。在进程的生命期内，一个进程至少具有5种基本状态，它们是：初始态、执行状态、等待状态、就绪状态和终止状态。通过系统设计，实现进程相关数据结构的创建和查看功能；实现多种进程调度算法：先来先服务算法、优先级调度算法、时间片轮转法等；实现对执行进程的阻塞，对等待进程的唤醒等功能。进程的转换过程如下 2、设计方案 （1）用C语言（或其它语言，如Java）实现对N个进程采用某种进程调度算法（如动态优先权调度）的调度。 （2）每个用来标识进程的进程控制块PCB可用结构来描述，包括以下字段：?进程标识数ID。 ?进程优先数PRIORITY，并规定优先数越大的进程，其优先权越高。 ?进程已占用CPU时间CPUTIME。 ?进程还需占用的CPU时间ALLTIME。当进程运行完毕时，ALLTIME变为0。 ?进程的阻塞时间STARTBLOCK，表示当进程再运行STARTBLOCK个时间 片后，进程将进入阻塞状态。 ?进程被阻塞的时间BLOCKTIME，表示已阻塞的进程再等待BLOCKTIME 个时间片后，将转换成就绪状态。 ?进程状态STATE。 ?队列指针NEXT，用来将PCB排成队列。 （3）优先数改变的原则： ?进程在就绪队列中呆一个时间片，优先数增加1。 ?进程每运行一个时间片，优先数减3。 （4）为了清楚地观察每个进程的调度过程，程序应将每个时间片内的进程的情况显示出来，包括正在运行的进程，处于就绪队列中的进程和处于阻塞队列中的进程。 （5）分析程序运行的结果，谈一下自己的认识。 实验代码 #include "iostream.h" #include "windows.h" //#define N 3 typedef struct{ int ID; int PRIORITY; int CPUTIME; int ALLTIME; int STARTBLOCK; int BLOCKTIME; int STATE;//0-运行1-阻塞2-就绪3-结束4-未到达 int REACH; int TIME; }PROCESS; void textcolor (int color) { SetConsoleTextAttribute (GetStdHandle (STD_OUTPUT_HANDLE), color ); } void main(){ int i,time,max,l,l1,time1,flag=0,total=0,N,server[10],sum=0; PROCESS pro[10]; textcolor(13); cout<<"注意：本程序中状态代表如下"< 操作系统 ——项目文档报告 进程调度算法 专业： 班级： 指导教师： 姓名： 学号： 一、核心算法思想 1.先来先服务调度算法 先来先服务调度算法是一种最简单的调度算法，该算法既可以用于作业调度，也可用于进程调度。当在作业调度中采用该算法时，每次调度都是从后备作业队列中选择一个或多个最先进入该队列的作业，将他们调入内存，为它们分配资源、创建进程，然后放入就绪队列。在进程调度中采用FCFS算法时，则每次调度是从就绪队列中选择一个最先进入该队列的进程，为之分配处理机，使之投入运行。该进程一直运行到完成或发生某事件而阻塞后才放弃处理机。FCFS算法比较有利于长作业（进程），而不利于短作业（进程）。 2.短作业（进程）优先调度算法 短作业（进程）优先调度算法SJ（P）F，是指对短作业或短进程优先调度的算法。它们可以分别用于作业调度和进程调度。短作业优先（SJF）的调度算法是从后备队列中选择一个或若干个估计运行时间最短的作业，将它们调入内存运行。而短进程（SPF）调度算法则是从就绪队列中选出一个估计运行时间最短的进程，将处理机分配给它，使它立即执行并一直执行到完成，或发生某事件而被阻塞放弃处理机再重新调度。SJ(P)F调度算法能有效地降低作业（进程）的平均等待时间，提高系统吞吐量。该算法对长作业不利，完全未考虑作业的紧迫程度。 3.高响应比优先调度算法 在批处理系统中，短作业优先算法是一种比较好的算法，其主要不足之处是长作业的运行得不到保证。如果我们能为每个作业引人动态优先权，并使作业的优先级随着等待时间的增加而以速率a提高，则长作业在等待一定的时间后，必然有机会分配到处理机。该优先权的变化规律可描述为: 优先权=（等待时间+要求服务时间）/要求服务时间 即优先权=响应时间/要求服务时间 如果作业的等待时间相同，则要求服务的时间越短，其优先权越高，因而该算法有利于短作业。 当要球服务的时间相同时，作业的优先权决定于其等待时间，等待时间越长，优先权越高，因而它实现的是先来先服务 对于长作业，作业的优先级可以随着等待时间的增加而提高，当其等待时间足够长时，其优先级便可以升到很高，从而也可获得处理机。 4.时间片轮转算法 在时间片轮转算法中，系统将所有的就绪进程按先来先服务的原则排成一个队列，每次调度时，把CPU分配给队首进程，并令其执行一个时间片。当执行的时间片用完时，由一个计数器发出时钟中断请求，调度程序便据此信号来停止该进程的执行，并将它送往就绪队列的末尾；然后，再把处理机分配给就绪队列中新的队首进程，同时也让它执行一个时间片。这样就可以保证就绪队列中的所有进程在一给定的时间内均能获得一时间片的处理机执行时间。换言之，系统能在给定的时间内响应所有用户的请求。 二、核心算法流程图 课程设计报告 设计名称：模拟实现一种处理机调度算法 学生姓名： xxx 专业：计算机科学与技术 班别： xxxxxxxx 学号： xxxxxx 指导老师： xxxxx 日期： 2014 年 6 月 20 日 初始条件： 1．预备内容：阅读操作系统的处理机管理章节内容，对进程调度的功能以及进程调度算法有深入的理解。 2．实践准备：掌握一种计算机高级语言的使用。 要求完成的主要任务:（包括课程设计工作量及其技术要求，以及说明书撰写等具体要求） 1．模拟进程调度，能够处理以下的情形： ⑴能够选择不同的调度算法（要求中给出的调度算法）； ⑵能够输入进程的基本信息，如进程名、优先级、到达 时间和运行时间等； ⑶根据选择的调度算法显示进程调度队列； ⑷根据选择的调度算法计算平均周转时间和平均带权周 转时间。 2．设计报告内容应说明： ⑴需求分析； ⑵功能设计（数据结构及模块说明）； ⑶开发平台及源程序的主要部分； ⑷测试用例，运行结果与运行情况分析； ⑸自我评价与总结： i）你认为你完成的设计哪些地方做得比较好或比较出 色； ii）什么地方做得不太好，以后如何改正； iii）从本设计得到的收获（在编写，调试，执行过程中 的经验和教训）； iv）完成本题是否有其他方法（如果有，简要说明该方 法）； 进程调度模拟设计——先来先服务、优先级法1、背景： 当计算机系统是多道程序设计系统时，通常会有多个进程或线程同时竞争CPU。只要有两个或更多的进程处于就绪状态，这种情形就会发生。如果只有一个CPU可用，那么就必须选择下一个要运行的进程。在操作系统中，完成选择工作的这一部分称为调度程序，该程序使用的算法成为调度算法。 进程调度的核心问题是采用什么样的算法把处理机分配给进程，好的算法将提高资源利用率，减少处理机的空闲时间，避免有些作业长期得不到相应的情况发生等，从而设计出受欢迎的操作系统。较常见的几种进程调度算法有：先来先服务调度算法；短作业优先调度算法；时间片轮转调度算法；优先级调度算法；高响应比优先算法和多级反馈队列调度算法等。 2.1设计目的 无论是在批处理系统还是分时系统中，用户进程数一般都多于处理机数、这将导致它们互相争夺处理机。另外，系统进程也同样需要使用处理机。这就要求进程调度程序按一定的策略，动态地把处理机 时间片轮转算法和优先级调度算法C语言模拟实现收藏 一、目的和要求 进程调度是处理机管理的核心内容。本实验要求用高级语言编写模拟进程调度程序，以便加深理解有关进程控制快、进程队列等概念，并体会和了解优先数算法和时间片轮转算法的具体实施办法。 二、实验内容 1.设计进程控制块PCB的结构，通常应包括如下信息： 进程名、进程优先数（或轮转时间片数）、进程已占用的CPU时间、进程到完成还需要的时间、进程的状态、当前队列指针等。 2.编写两种调度算法程序： 优先数调度算法程序 循环轮转调度算法程序 3.按要求输出结果。 三、提示和说明 分别用两种调度算法对伍个进程进行调度。每个进程可有三种状态；执行状态（R UN）、就绪状态（READY,包括等待状态）和完成状态（FINISH），并假定初始状态为就绪状态。 （一）进程控制块结构如下： NAME——进程标示符 PRIO/ROUND——进程优先数/进程每次轮转的时间片数（设为常数2） CPUTIME——进程累计占用CPU的时间片数 NEEDTIME——进程到完成还需要的时间片数 STATE——进程状态 NEXT——链指针 注： 1.为了便于处理，程序中进程的的运行时间以时间片为单位进行计算； 2.各进程的优先数或轮转时间片数，以及进程运行时间片数的初值，均由用户在程序运行时给定。 （二）进程的就绪态和等待态均为链表结构，共有四个指针如下： RUN——当前运行进程指针 READY——就需队列头指针 TAIL——就需队列尾指针 FINISH——完成队列头指针 （三）程序说明 1. 在优先数算法中，进程优先数的初值设为： 50-NEEDTIME 每执行一次，优先数减1，CPU时间片数加1，进程还需要的时间片数减1。 在轮转法中，采用固定时间片单位（两个时间片为一个单位），进程每轮转一次，CPU时间片数加2，进程还需要的时间片数减2，并退出CPU，排到就绪队列尾，等待下一次调度。 2. 程序的模块结构提示如下： 整个程序可由主程序和如下7个过程组成： （1）INSERT1——在优先数算法中，将尚未完成的PCB按优先数顺序插入到就绪队列中； （2）INSERT2——在轮转法中，将执行了一个时间片单位（为2），但尚未完成的进程的PCB，插到就绪队列的队尾； （3）FIRSTIN——调度就绪队列的第一个进程投入运行； （4）PRINT——显示每执行一次后所有进程的状态及有关信息。 （5）CREATE——创建新进程，并将它的PCB插入就绪队列； （6）PRISCH——按优先数算法调度进程； （7）ROUNDSCH——按时间片轮转法调度进程。 主程序定义PCB结构和其他有关变量。 （四）运行和显示 程序开始运行后，首先提示：请用户选择算法，输入进程名和相应的NEEDTIM E值。 每次显示结果均为如下5个字段： name cputime needtime priority state 注： 进程调度模拟实验说明书 目录 前 言 ..................................................................... .......... 错误～未定义书签。2 摘 要 ..................................................................... .......... 错误～未定义书签。3 正 文 ..................................................................... .......... 错误～未定义书签。4 1. 设计思 想 ................................................................ 错误～未定义书签。4 2. 算法中用到的主要数据结构(采用类C语言定义)........................53. 相关的各程序伪代码..............................................................6 4. 调试分析...........................................................................9 5. 测试结果..........................................................................11 6( 源程序(带注释)..................................................................... (12) 总结 (16) 参考文献.....................................................................................17 致谢...........................................................................................18附件1部分源代码 (19) 1 前言 课程设计 题目进程调度算法模拟编程 学生姓名学号 专业计算机科学与技术班级 指导教师 完成日期2012年12月18日 进程调度的模拟实现 摘要：进程管理是操作系统中的重要功能，用来创建进程、撤消进程、实现进程状态转换，它提供了在可运行的进程之间复用CPU的方法。在进程管理中，进程调度是核心，因为在采用多道程序设计的系统中，往往有若干个进程同时处于就绪状态，当就绪进程个数大于处理器数目时，就必须依照某种策略决定哪些进程优先占用处理器。本文通过两种算法模拟实现了进程之间的调度。 关键词：进程创建，先来先服务，优先级调度。 一．前言 在操作系统中，调度的实质是一种资源分配，调度算法即指：根据系统的资源分配策略所规定的资源分配算法。对于不同的系统和系统目标，通常采用不同的调度算法，如在批处理系统中，为照顾为数众多的短作业，采用短作业有限调度算法；在分时系统中，为保证系统具有合理的响应时间，采用轮转法进行调度。采用算法时，则要考虑多方面因素，以便达到最佳效果。做好这个课程设计，有利于加深对操作系统进程调度知识的理解。 二. 系统总体框架设计 本程序采用两种算法（最高优先级数优先的调度算法和先来先服务算法）对多个进程进行调度，每个进程有三个状态，初始状态为就 绪状态。最高优先级数优先的调度算法中，程序的某进程运行时间以时间片为单位计算。各进程的优先数或轮转时间数以及进程需运行的时间片数的初始值均由用户给定。在优先级数优先的调度算法中，优先级数的值设计为100与运行时间的差值，即Pro_time-process->needtime。进程每执行一次，优先数减3，CPU 时间片数加1，进程还需要的时间片数减1。对于遇到优先数一致的情况，采用先来先服务策略解决。 程序设计组成框图 数据项作用 pro_name 进程名称 time_submit 进程创建时刻 pro_id 进程号，当进程有相同名称时，用来区分进程 time_start 进程启动时刻 time_exe 进程要求运行时间 time_end 进程结束的时刻 pro_priority 进程优先级 图1-2 进程控制块 CpuModel类成员作用 Cpurun() Cpu模拟运行函数 CreatePcb() 进程创建函数 ShowPcb() 进程显示函数 PriModel() 实现优先级调度算法 FcfsModel() 实现先来先服务算法 pcbnum 进程数量 freetime Cpu空闲时间 allturn 总周转时间 allaver 总带权周转时间 PcbList[] 进程就绪队列的实现 图1-3CpuModel类 计算机操作系统综合设计 实验四 实验名称：进程调度模拟实现 实验类型：设计型实验 实验环境： Visual C++ 6.0 指导老师：陈立伟 专业班级： 姓名： 学号: 联系电话： 实验地点：东六E座4-02 实验日期： 2014年12月7日 实验报告日期： 2014年12月 7日 成绩：__________________________ 一、实验目的 1)理解进程调度相关理论。 2)掌握FCFS进程调度方法。 二、实验平台 windows 7 Visual C++ 6.0 三、实验步骤 1、实验内容 1）设计可用于该实验的进程控制块，进程控制块至少包括进程号、到达时间和要求服务时间； 2）动态或静态创建多个（≥10）进程； 3）实现FCFS或其他调度算法； 4）可动态修改进程到达时间； 5）调度所创建的进程并显示调度结果。 2、实验步骤 1）输入给定的实验指导书中提供的代码 A、打开Visual C++ 6.0； B、新建c++文件，创建FCFS.cpp； 2）进行功能测试并得出正确结果 A、编译、运行FCFS.cpp； 输入8，即是8个进程数。 输入8个进程号，以及到达时间和所需时间。 得到执行结果： 进程执行的先后顺序； 进程开始执行的时间； 输入y:要修改输入修改项，再次得到结果； 四、实验总结 因为FCFS是先来先服务的算法，我们是依据它的进程到达的时间来规定进程的执行顺序的，所以还要对输入的进程，按照它的进程到达时间来排序，并按照这个顺序执行进程，输入的有进程号，进程到达时间，进程执行时间，所以我们定义了一个结构体，里面包含了以上三个内容，并且定义两个全局变量：int time = 0; char flag = 'y'; 来计算总的时间还有标识是否结束程序，初始化为0和标识程序不结束的标识y。因为进程号不应该相同，所以我们不应该在输入的时候还要做一个判断遍历前面已经输入的进程，若当前输入的进程号已经存在那么提示并重新输入，不存在则顺序执行。当要修改程序到达的时间，我们要修改的必须是一个存在的，所以在做修改的输入判断的时候，就是遍历所有的进程，当输入的进程号存在的时候才做出相应动作，如果不存在那么输出提示并询问是否继续修改。 实验三单处理器系统的进程调度 （模拟算法） 1．实验目的 加深对进程概念的理解，明确进程和程序的区别； 深入了解系统如何组织进程、创建进程； 进一步认识如何实现处理器调度。 2．实验预备知识 进程的概念； 进程的组织方式； 进程的创建； 进程的调度。 3．实验内容 编写程序完成单处理机系统中的进程调度，要求采用时间片轮转调度算法。实验具体包括：首先确定进程控制块的内容，进程控制块的组成方式；然后完成进程创建原语和进程调度原语；最后编写主函数对所作工作进程测试。 4．提示与讲解 这个实验主要要考虑三个问题：如何组织进程、如何创建进程和如何实现处理器调度。考虑如何组织进程，首先就要设定进程控制块的内容。进程控制块PCB记录各个进程执行时的情况。不同的操作系统，进程控制块记录的信息内容不一样。操作系统功能越强，软件也越庞大，进程控制块记录的内容也就越多。这里的实验只使用了必不可少的信息。一般操作系统中，无论进程控制块中信息量多少，信息都可以大致分为以下四类： ①标识信息 每个进程都要有一个惟一的标识符，用来标识进程的存在和区别于其他进程。这个标识符是必不可少的，可以用符号或编号实现，它必须是操作系统分配的。在后面给出的参考程序中，采用编号方式，也就是为每个进程依次分配一个不相同的正整数。 ②说明信息 用于记录进程的基本情况，例如进程的状态、等待原因、进程程序存放位置、进程数据存放位置等等。实验中，因为进程没有数据和程序，仅使用进程控制块模拟进程，所以这部分内容仅包括进程状态。 ③现场信息 现场信息记录各个寄存器的内容。当进程由于某种原因让出处理器时，需要将现场信息记录在进程控制块中，当进行进程调度时，从选中进程的进程控制块中读取现场信息进行现场恢复。现场信息就是处理器的相关寄存器内容，包括通用寄存器、程序计数器和程序状态字寄存器等。在实验中，可选取几个寄存器作为代表。用大写的全局变量AX、BX、CX、DX模拟通用寄存器、大写的全局变量PC模拟程序计数器、大写的全局变量PSW模拟程序状态字寄存器。 ④管理信息 管理信息记录进程管理和调度的信息。例如进程优先数、进程队列指针等。实验中，仅包括队列指针。 因此可将进程控制块结构定义如下： struct pcb {int name; int status; 进程调度算法的模拟实现 ?实验目的 1．本实验模拟在单处理机情况下的处理机调度问题，加深对进程调度的理解。 2．利用程序设计语言编写算法，模拟实现先到先服务算法FCFS、轮转调度算法RR、最短作业优先算法SJF、优先级调度算法PRIOR、最短剩余时间优先算法SRTF。 3．进行算法评价，计算平均等待时间和平均周转时间。 ?实验内容及结果 1．先来先服务算法 2．轮转调度算法 3. 优先级调度算法 4. 最短时间优先算法 5. 最短剩余时间优先算法 ?实验总结 在此次模拟过程中，将SRTF单独拿了出来用指针表示，而其余均用数组表示。 ?完整代码 【Srtf.cpp代码如下：】 //最短剩余时间优先算法的实现 #include 盛年不重来，一日难再晨。及时宜自勉，岁月不待人。 操作系统课程设计报告题目：进程调度算法的模拟实现 专业计算机科学与技术 学生姓名刘远强 班级计算机131 学号1310704109 指导教师韩立毛 完成日期2015.7.10 信息工程学院 目录 1 概述 (3) 1.1 设计目的 (3) 1.2 设计要求 (3) 2 设计原理 (3) 2.1 先来先服务算法 (3) 2.2 短进程优先算法 (3) 2.3高优先权优先算法 (3) 2.4高响应比优先算法 (3) 3 概要设计 (4) 3.1 功能结构 (4) 4 详细设计 (4) 4.1 用户界面模块设计 (4) 4.2 算法模块设计 (5) 5 测试与分析 (12) 5.1 测试方案 (12) 5.2 测试结果 (12) 5.3 结果分析 (14) 6 设计小结 (15) 7 参考文献 (15) 附录源程序代码 (15) 题目：进程调度算法的模拟实现 1 概述 1.1 设计目的 在多道程序和多任务系统中，系统内同时处于就绪状态的进程可能有若干个，也就是说能运行的进程数大于处理机个数。为了使系统中的进程能有条不紊地工作，必须选用某种调度策略，选择一进程占用处理机。要求学生设计一个模拟处理机调度算法，以巩固和加深处理机调度的概念。 1.2设计要求 a)至少有四种作业调度算法； b)能根据不同的调度算法算出每个作业的周转时间和带权周转时间，并通过一组作业算出系统的平均周转时间和平均带权周转时间，比较各种算法的优缺点； c)设计一个实用的用户界面，以便选择不同的作业调度算法。 2 设计原理 2.1 先来先服务算法 每次调度都是从后备作业队列中选择一个或多个最先进入该队列的作业，将它们调入内存，为它们分配资源创建进程，然后放入就绪队列。 2.2 短进程优先算法 短进程优先调度算法是从就绪队列中选出一个估计运行时间最短的进程，将处理机分配给它，使它立即执行并一直执行到完成，或发生某事件而被阻塞放弃处理机时再重新调度。 2.3高优先权优先算法 a）当该算法用于作业调度时，系统从后备作业队列中选择若干个优先级最高的，且系统能满足资源要求的作业装入内存运行。 b）当该算法用于进程调度时，将把处理机分配给就绪进程队列中优先级最高的进程。 2.4高响应比优先算法 高响应比优先调度算法既考虑作业的执行时间也考虑作业的等待时间，综合了先来先服务和最短作业优先两种算法的特点。 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： 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 2011180021-Linux操作系统-课程设计报告-基于Linux的进程调度模拟程序
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