操作系统原理实验2：进程调度（在Ubuntu虚拟机gcc编译环境下

云边散步
50 阅读7分钟
实验目的与要求通过一个简单的进程调度模拟程序的实现，加深对各种进程调度算法，进程切换的理解。
实验原理与内容1、进程调度算法：采用动态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）。2、每个进程有一个进程控制块（PCB）表示。进程控制块可以包含如下信息：1. 进程名----进程标示数ID；
  1. 优先数----Priority，优先数越大优先权越高；
  2. 到达时间----进程的到达时间为进程输入的时间；
  3. 进程还需要运行时间----AllTime，进程运行完毕AllTime =0；
  4. 已用CPU时间----CPUTime；
  5. 进程的阻塞时间StartBlock----表示当进程在运行StartBlock个时间片后，进程将进入阻塞状态；
  6. 进程的阻塞时间StartTime----表示当进程阻塞StartTime个时间片后，进程将进入就绪状态；
  7. 进程状态----State；
  8. 队列指针----Next，用来将PCB排成队列。3、调度原则1. 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）。进程的到达时间为进程输入的时间；
  9. 进程的运行时间以时间片为单位进行计算；
  10. 进程在就绪队列中带一个时间片，优先数加1；
  11. 每个进程的状态可以是就绪R（Ready）、运行R（Run）、阻塞B(Block)、或完成F（Finish）四种状态之一；
  12. 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；
  13. 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3，然后把它插入就绪队列等待CPU；
  14. 每进行一次调度程序都打印一次运行进程、就绪队列、以及各个进程的PCB，以便进行检查；
  15. 重复以上过程，直到所要进程都完成为止。老师给的代码（具有不少错误的）：#include<stdio.h>#include<stdlib.h>enum STATE{ Ready=1,Run,Block,Finish };struct PCB{int ID; //进程名int Priority; //优先数int Time; //到达时间int AllTime; //进程还需要运行时间int CPUTime; //已用CPU时间int StartBlock; //进程的进入阻塞时间int StartTime; //进程的等待阻塞时间STATE State; //进程状态PCB* Next; //队列指针}*ready=NULL,*p;void Sort(){// 建立对进程进行优先级排列函数PCB *first, *second;int insert=0;if(ready==NULL||(p->Priority>ready->Priority)) //优先级最大者,插入队首{p->Next=ready;ready=p;}else // 进程比较优先级,插入适当的位置中{first=ready;second=first->Next;while(second!=NULL){if(p->Priority>second->Priority) //若插入进程比当前进程优先数大{ //插入到当前进程前面p->Next=second;first->Next=p;second=NULL;insert=1;}else // 插入进程优先数最低,则插入到队尾{first=first->Next;second=second->Next;}}if(insert==0) first->Next=p;}}void Input() {// 输入进程控制块信息int i,num;//clrscr(); /*清屏*/printf("\n 请输入进程数量:");scanf("%d",&num);for(i=0;i<num;i++){p=(PCB*)malloc(sizeof(PCB)); //动态生成p->ID=i+1;printf("\n 输入进程%d的信息:\n",p->ID);printf("\n 程优先数:");scanf("%d",&p->Priority);printf("\n 进程需要运行时间:");scanf("%d",&p->AllTime);  p->Time=3*i;p->CPUTime=0;p->StartBlock=0;p->StartTime=0;p->State=Ready;p->Next=NULL;printf("\n");Sort(); /* 调用sort函数*/}}int Length(){int l=0; PCB* pr=ready;while(pr!=NULL){l++;pr=pr->Next;}return(l);}void OutPut(PCB * pr) //显示当前进程{printf("\n ID \t state \t Priority \t ALLTime \t CPUTime \n");printf("%d\t",pr->ID);printf("%d\t",pr->State);printf("%d\t",pr->Priority);printf("%d\t",pr->AllTime);printf("%d\t",pr->CPUTime);printf("\n");}void Check() // 建立进程查看函数{PCB* pr;printf("\n **** 当前正在运行的进程是:\n"); //显示当前运行进程 OutPut(p);pr=ready;printf("\n ****当前就绪队列状态为:\n"); //显示就绪队列状态while(pr!=NULL){OutPut(pr);pr=pr->Next;}}void Destroy() //建立进程撤消函数(进程运行结束,撤消进程){printf("\n 进程 [%d] 已完成.\n",p->ID);free(p);}void Running() // 建立进程就绪函数(进程运行时间到,置就绪状态{p->CPUTime++;p->State=Run;if(p->CPUTime==p->AllTime)Destroy(); //调用Destroy函数else{(p->Priority)--;p->State=Ready;Sort(); //调用sort函数}}void main() //主函数{int len,h=0;char ch;Input();len=Length();while((len!=0)&&(ready!=NULL)){ch=getchar();h++;printf("\n 执行进程号:%d \n",h);p=ready;ready=p->Next;p->Next=NULL;p->State=Ready;Check();Running();printf("\n 按任一键继续......");ch=getchar();}printf("\n\n 进程已经完成.\n");ch=getchar();}在老师代码中遇到的问题：问题1：类型错误，定义进程状态的类型错误 解决：所以将STATE State;改为char state问题2：队列指针错误类错误 解决方案：因为直接用gcc编译的代码，无法直接将pcb认为成一个类，所以将pcb* Next改为struct pcb* Next问题3:因为直接用gcc编译的代码，无法直接将pcb认为成一个类,所以后面输入input函数的动态生成内存空间（p=(struct PCB )malloc(sizeof(PCB));）会发生错误 解决方案：查阅很多资料后，发现只需要定义一下标识符的别名，然后进行使用就好，typedef struct是定义一个标识符及关键字的别名所以将struct PCB{int ID; //进程名int Priority; //优先数int Time; //到达时间int AllTime; //进程还需要运行时间int CPUTime; //已用CPU时间int StartBlock; //进程的进入阻塞时间int StartTime; //进程的等待阻塞时间STATE State; //进程状态PCB Next; //队列指针}ready=NULL,p;改为：struct pcb{int ID; //进程名int Priority; //优先数int Time; //到达时间int AllTime; //进程还需要运行时间int CPUTime; //已用CPU时间int StartBlock; //进程的进入阻塞时间int StartTime; //进程的等待阻塞时间char State; //进程状态struct pcb Next; //队列指针}ready=NULL,p;typedef struct pcb PCB;完善可用成功运行的代码：#include<stdio.h>#include<stdlib.h>enum STATE{Ready=1,Run,Block,Finish };struct pcb{int ID; //进程名int Priority; //优先数int Time; //到达时间int AllTime; //进程还需要运行时间int CPUTime; //已用CPU时间int StartBlock; //进程的进入阻塞时间int StartTime; //进程的等待阻塞时间char State; //进程状态struct pcb Next; //队列指针}ready=NULL,p;typedef struct pcb PCB;void Sort(){// 建立对进程进行优先级排列函数PCB first , * second;int insert=0;if(ready==NULL||(p->Priority>ready->Priority)) //优先级最大者,插入队首{p->Next=ready;ready=p;}else // 进程比较优先级,插入适当的位置中{first=ready;second=first->Next;while(second!=NULL){if(p->Priority>second->Priority) //若插入进程比当前进程优先数大{ //插入到当前进程前面p->Next=second;first->Next=p;second=NULL;insert=1;}else // 插入进程优先数最低,则插入到队尾{first=first->Next;second=second->Next;}}if(insert==0) first->Next=p;}}void Input() {// 输入进程控制块信息int i,num;//clrscr(); /清屏/printf("n 请输入进程数量:");scanf("%d",&num);for(i=0;i<num;i++){p=(struct PCB )malloc(sizeof(PCB)); //动态生成p->ID=i+1;printf("n 输入进程%d的信息:n",p->ID);printf("n 进程优先数:");scanf("%d",&p->Priority);printf("n 进程需要运行时间:");scanf("%d",&p->AllTime);  p->Time=3i;p->CPUTime=0;p->StartBlock=0;p->StartTime=0;p->State=Ready;p->Next=NULL;printf("n");Sort(); / 调用sort函数/}}int Length(){int l=0;     PCB pr=ready;while(pr!=NULL){l++;pr=pr->Next;}return(l);}void OutPut(PCB * pr) //显示当前进程{printf("n ID t state t Priority t ALLTime t CPUTime n");printf("%dt",pr->ID);printf("%dt",pr->State);printf("%dt",pr->Priority);printf("%dt",pr->AllTime);printf("%dt",pr->CPUTime);printf("n");}void Check() // 建立进程查看函数{PCB* pr;printf("n **** 当前正在运行的进程是:n"); //显示当前运行进程OutPut(p);pr=ready;printf("n ****当前就绪队列状态为:n"); //显示就绪队列状态while(pr!=NULL){OutPut(pr);pr=pr->Next;}}void Destroy() //建立进程撤消函数(进程运行结束,撤消进程){printf("n 进程 [%d] 已完成.n",p->ID);free(p);}void Running() // 建立进程就绪函数(进程运行时间到,置就绪状态{p->CPUTime++;p->State=Run;if(p->CPUTime==p->AllTime)Destroy(); //调用Destroy函数else{(p->Priority)--;p->State=Ready;Sort(); //调用sort函数}}void main() //主函数{int len,h=0;char ch;Input();len=Length();while((len!=0)&&(ready!=NULL)){ch=getchar();h++;printf("n 执行进程号:%d n",h);p=ready;ready=p->Next;p->Next=NULL;p->State=Ready;Check();Running();printf("n 按任一键继续......");ch=getchar();}printf("nn 进程已经完成.n");ch=getchar();} |
avatar
文章
阅读
粉丝