操作系统-课程设计报告-处理机调度程序.doc

操作系统课程设计报告学校：广州大学学院：计算机科学与教育软件学院班级：计算机127班课题：处理机调度程序任课老师：陶文正、陈文彬姓名：黄俊鹏学号：1200002111班内序号：27成绩：日期：2015年1月6日一、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。二、设计要求1）进程调度算法包括：时间片轮转法，短作业优先算法，动态优先级算法。2）可选择进程数量3）本程序包括三种算法，用C语言实现，执行时在主界面选择算法（可用函数实现）（进程数，运行时间，优先数由随机函数产生）执行，显示结果。三、设计思路及算法思想1. 界面菜单选项一级菜单提供2个选项： 自动生成进程数量 手动输入所需进程数量一级菜单选择完毕后进入二级菜单： 重新生成进程 时间片轮转法 短作业优先算法 动态优先级算法 退出程序2. 调度算法程序所用PCB结构体 需要用到的进程结构体如上图所示 1) 时间片轮转法 主要是设置一个当前时间变量，curTime和时间片roundTime。遍历进程组的时候，每运行一个进程，就把curTime += roundTime。进程已运行时间加roundTime2) 短作业优先算法 遍历进程组，找到未运行完成并且运行时间最短的进程，让它一次运行完成，如此往复，直到所有进程都运行完成为止。3) 动态优先级算法 做法跟短作业优先算法类似，此处主要是比较进程的优先数，优先级高者，先执行。直到全部执行完毕。当一个进程运行完毕后，适当增减其余进程的优先数，以达到动态调成优先级的效果。3. 程序流程图四、运行截图1）启动后输入5，生成5个进程2） 输入1，选择时间片轮转法。自动输出结果，分别是时间片为1和4的结果3） 输入2，选择短作业优先算法4） 输入3，选择动态优先级算法5） 输入0，重新生成进程，再输入3，生成3个进程，选择2.短作业优先算法6） 输入q，退出五、心得体会通过这次实验，让我对操作系统的进程调度有了更进一步的了解。这个实验的模拟程度跟真实系统相比只是冰山一角，由此可见操作系统是何其复杂的软件产品，仅进程调度就有那么丰富和内涵的知识需要掌握。但是再复杂的系统，都是由小部件构成的。古语云：不积跬步,无以至千里。不积小流,无以成江海。掌握这些基础的知识，可以为以后打下扎实的基础。六、附录（源代码）/ main.c/ ProcessDispatch/ Created by Jeans on 1/5/15./ Copyright (c) 2015 Jeans. All rights reserved./#include #include /最小进程数#define MIN_PROCESS 2/最大进程数#define MAX_PROCESS 20/最小优先数#define MIN_PRIORITY 0/最大优先数#define MAX_PRIORITY 10/最小运行时间#define MIN_RUNNING_TIME 1/最大运行时间#define MAX_RUNNING_TIME 20typedef struct PCB char name; /进程名 int priority; /优先数 int runningTime; /运行时间 int arriveTime; /到达时间 int beginTime; /开始时间 int finishTime; /完成时间 int cyclingTime; /周转时间 double weigthCyclingTime; /带权周转时间 int hadRunTime; /已经运行时间 int finish; /是否完成PCB;/获取随机数int GetRandomNumber(int min,int max) return arc4random()%(max-min) + min;/初始化PCB组void InitPCBGroup(PCB p,int num) char name = A; for (int i = 0;i num;i+) pi.name = name; pi.priority = GetRandomNumber(MIN_PRIORITY, MAX_PRIORITY); pi.runningTime = GetRandomNumber(MIN_RUNNING_TIME,MAX_RUNNING_TIME); name+; void PrintResult(PCB p,int num) double avgCycTime = 0,avgWeiCycTime = 0; printf(|进程名 到达时间 运行时间 开始时间 完成时间 周转时间 带权周转时间 优先数 |n); for (int i = 0;i num;i+) printf(|%3c %-4d %-4d %-4d %-4d %-4d %-6.2f %-4d|n,pi.name,pi.arriveTime,pi.runningTime,pi.beginTime,pi.finishTime,pi.cyclingTime,pi.weigthCyclingTime,pi.priority); avgCycTime += pi.cyclingTime; avgWeiCycTime += pi.weigthCyclingTime; /还原 pi.arriveTime = 0; pi.beginTime = 0; pi.finishTime = 0; pi.cyclingTime = 0; pi.weigthCyclingTime = 0; pi.hadRunTime = 0; pi.finish = 0; avgWeiCycTime /= num; avgCycTime /= num; printf(平均周转时间：%.2f 平均带权周转时间:%.2fn,avgCycTime,avgWeiCycTime);/时间片轮转法void RealRoundRobin(PCB p,int num,int roundTime) printf(nn-时间片：%d-n,roundTime); int finishNum = 0; int curTime = 0; while (finishNum != num) for (int i = 0;i = pi.runningTime) pi.finishTime = curTime + pi.runningTime - pi.hadRunTime; pi.cyclingTime = pi.finishTime - pi.arriveTime; pi.weigthCyclingTime = pi.cyclingTime/(double)pi.runningTime; pi.finish = 1; finishNum +; curTime += pi.runningTime - pi.hadRunTime; else pi.hadRunTime += roundTime; curTime += roundTime; PrintResult(p, num);void RoundRobin(PCB p,int num) RealRoundRobin(p, num, 1); /时间片为1的结果 RealRoundRobin(p, num, 4); /时间片为4的结果/短作业优先算法void ShortestJobFirst(PCB p,int num) printf(nn-短作业优先算法-n); int finishNum = 0; int curTime = 0; while (finishNum != num) int min = 0; /查找短作业下标 for (int i = 1;i = pi.runningTime) min = i; else if (pi.finish = 0 & pmin.finish = 1) min = i; pmin.beginTime = curTime; pmin.hadRunTime = pmin.runningTime; pmin.finishTime = pmin.beginTime + pmin.runningTime; pmin.cyclingTime = pmin.finishTime - pmin.arriveTime; pmin.weigthCyclingTime = pmin.cyclingTime/(double)pmin.runningTime; pmin.finish = 1; finishNum+; curTime = pmin.finishTime; PrintResult(p, num);/动态优先级算法void DynamicPriorityFirst(PCB p,int num) printf(nn-动态优先级算法-n); int finishNum = 0; int curTime = 0; while (finishNum != num) int min = 0; /查找优先级最高下标 for (int i = 1;i = pi.priority) min = i; else if (pi.finish = 0 & pmin.finish = 1) min = i; pmin.beginTime = curTime; pmin.hadRunTime = pmin.runningTime; pmin.finishTime = pmin.beginTime + pmin.runningTime; pmin.cyclingTime = pmin.finishTime - pmin.arriveTime; pmin.weigthCyclingTime = pmin.cyclingTime/(double)pmin.runningTime; pmin.finish = 1; finishNum+; curTime = pmin.finishTime; PrintResult(p, num);int main(int argc, const char * argv) PCB pcbGroup30; /pcb数组 int processNum = 0; /进程数 while (1) /选择进程数量 while (1) if (processNum != 0) break; printf(n-n); printf(当前默认进程数范围%d-%dn,MIN_PROCESS,MAX_PROCESS); printf(1)输入0可随机生成进程数目n2)输入%d-%d范围内数字，回车，可生成指定数目进程n,MIN_PROCESS,MAX_PROCESS); int num = 0; scanf(%d,&num); if (num = 0) processNum = GetRandomNumber(MIN_PROCESS, MAX_PROCESS); break; else if (num = MIN_PROCESS) & (num ); char ch; while (ch = getchar() = n); switch (ch) case 0:/0 重新生成进程 processNum = 0;break; case 1:/1 时间片轮转法 RoundRobin(pcbGroup, processNum);break; case 2:/2 短作业优先算法 ShortestJobFirst(pcbGroup, processNum);break; case 3:/3 动态优先级算法 DynamicPriorityFirst(pcbGroup,processNum);break; case q:/q 退出 exit(0); default: break; return 0;