操作系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)--進(jìn)程調(diào)度算法

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操作系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)--進(jìn)程調(diào)度算法_第1頁

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文檔簡介

1、　　計(jì)算機(jī)科學(xué)與應(yīng)用系　　操作系統(tǒng)原理　　課程設(shè)計(jì)報(bào)告　　題目進(jìn)程調(diào)度算法 　　學(xué)號(hào) <

2、;/p>　　班級(jí) 　　姓名 　　專業(yè) 計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù) 　　指導(dǎo)教師 　　完成日期 2013.6.12

3、 　　進(jìn)程調(diào)度算法　　一.實(shí)驗(yàn)?zāi)康?lt;/b>　　通過優(yōu)先權(quán)法與輪轉(zhuǎn)調(diào)度算法的模擬加深對(duì)進(jìn)程概念和進(jìn)程調(diào)度過程的理解，掌握進(jìn)程狀態(tài)之間的切換，同時(shí)掌握進(jìn)程調(diào)度算法的實(shí)現(xiàn)方法和技巧。　　二.

4、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容　　1.用C語言或C++語言來實(shí)現(xiàn)對(duì)N個(gè)進(jìn)程采用優(yōu)先算法以及輪轉(zhuǎn)算法的進(jìn)程調(diào)度。　　2.每個(gè)用來標(biāo)示進(jìn)程的進(jìn)程控制塊PCB用結(jié)果來描述，包括以下字段　　（1）進(jìn)程標(biāo)識(shí)ID，其中0為閑逛進(jìn)程，用戶進(jìn)程的標(biāo)識(shí)數(shù)為1、2、3、、、、、、、。　?。?）

5、進(jìn)程優(yōu)先級(jí)Priority，閑逛進(jìn)程（idle）的優(yōu)先級(jí)為0，用戶有進(jìn)程的優(yōu)先級(jí)大于0，且隨機(jī)產(chǎn)生，標(biāo)識(shí)數(shù)越大，優(yōu)先級(jí)越高。　?。?）進(jìn)程占用的CPU時(shí)間CPUtime，進(jìn)程每運(yùn)一次，累積等于4.　?。?）進(jìn)程總共需要運(yùn)行時(shí)間Alltime，利用隨機(jī)函數(shù)產(chǎn)生。　?。?）進(jìn)程狀態(tài)，0—就緒態(tài)，1—運(yùn)行態(tài)，2—阻塞態(tài)

6、。　　（6）隊(duì)列指針next，用來將多個(gè)進(jìn)程控制塊PCB鏈接為隊(duì)列。　　3.優(yōu)先數(shù)改變的原則　?。?）進(jìn)程在就緒隊(duì)列中每呆一個(gè)時(shí)間片，優(yōu)先數(shù)增加1.　?。?）進(jìn)程每運(yùn)行一個(gè)時(shí)間片，優(yōu)先數(shù)增加1.　　4.在調(diào)度前，系統(tǒng)中擁有的進(jìn)程數(shù)

7、PCB_number有鍵盤輸入，進(jìn)初始化后，所有的進(jìn)程控制塊PCB連接成就緒隊(duì)列。　　5.為了清楚的觀察諸進(jìn)程的調(diào)度過程，程序應(yīng)將每個(gè)時(shí)間片內(nèi)的進(jìn)程的情況顯示出來。　　三.設(shè)計(jì)要求　　1．需寫出設(shè)計(jì)說明；　　2．設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)代碼及說明；&

8、lt;/p>　　3．運(yùn)行結(jié)果.　　四.實(shí)驗(yàn)步驟　　1.進(jìn)程管理程序調(diào)試好后運(yùn)行進(jìn)程管理程序　　圖1 進(jìn)程管理調(diào)試界面　　Y<

9、/p>　　N　　N　　Y　　Y　　N</p&g

10、t;　　N　　Y　　Y　　N　　N&

11、lt;p>　　Y　　優(yōu)先權(quán)調(diào)度模擬流程圖　　2.優(yōu)先權(quán)調(diào)度　　（1）輸入1選擇優(yōu)先權(quán)調(diào)度算法模擬。　?。?）輸入開始進(jìn)程個(gè)數(shù)n，創(chuàng)建n個(gè)PCB并加入就緒隊(duì)列ready_queue中。<

12、/p>　?。?）就緒隊(duì)列ready_queue不為空，調(diào)度就緒隊(duì)列中第一個(gè)進(jìn)程運(yùn)行，否則，從閑逛隊(duì)列idleprocess中調(diào)度閑逛進(jìn)程運(yùn)行。　　（4）在運(yùn)行過程中，當(dāng)遇到阻塞，則該進(jìn)程插入到阻塞隊(duì)列block_queue中，且將該進(jìn)程從ready_queue中刪除。　?。?）如果運(yùn)行時(shí)間CPUtime大于等于Alltime，

13、該進(jìn)程運(yùn)行完畢，釋放該進(jìn)程；否則插入到就緒隊(duì)列中。　?。?）更新就緒隊(duì)列中的優(yōu)先級(jí)數(shù)。　　（7）隨機(jī)對(duì)阻塞隊(duì)列block_queue中的進(jìn)程PCB詢問是否要喚醒，喚醒，即從喚醒隊(duì)列中選擇第一個(gè)進(jìn)程，且插入就緒隊(duì)列中；阻塞隊(duì)列中沒有阻塞進(jìn)程返回。　?。?）重復(fù)上述步驟，直到本次調(diào)度結(jié)束。&l

14、t;p>　　圖2 優(yōu)先調(diào)度運(yùn)行結(jié)果　　3.輪轉(zhuǎn)調(diào)度　?。?）輸入2選擇優(yōu)先權(quán)調(diào)度算法模擬。　?。?）輸入開始進(jìn)程個(gè)數(shù)n，創(chuàng)建n個(gè)PCB并加入就緒隊(duì)列ready_queue中。　?。?）就緒隊(duì)列ready_queue不為空，調(diào)度

15、就緒隊(duì)列中第一個(gè)進(jìn)程運(yùn)行，否則，從閑逛隊(duì)列idleprocess中調(diào)度閑逛進(jìn)程運(yùn)行。　?。?）在運(yùn)行過程中，當(dāng)遇到阻塞，則該進(jìn)程插入到阻塞隊(duì)列block_queue中，且將該進(jìn)程從ready_queue中刪除。　?。?）如果運(yùn)行時(shí)間CPUtime大于等于Alltime，該進(jìn)程運(yùn)行完畢，釋放該進(jìn)程；否則插入到就緒隊(duì)列中。<p&

16、gt;　?。?）隨機(jī)對(duì)阻塞隊(duì)列block_queue中的進(jìn)程PCB詢問是否要喚醒，喚醒，即從喚醒隊(duì)列中選擇第一個(gè)進(jìn)程，且插入就緒隊(duì)列中；阻塞隊(duì)列中沒有阻塞進(jìn)程返回。　?。?）如果時(shí)間到，本次調(diào)度結(jié)束，否則重復(fù)上述步驟，直到本次調(diào)度結(jié)束。　　圖3 輪轉(zhuǎn)調(diào)度運(yùn)行結(jié)果　　Y<

17、;/p>　　N　　N　　Y　　Y　　N</p&

18、gt;　　N　　Y　　Y　　N　　N

19、　　Y　　Y　　輪轉(zhuǎn)調(diào)度模擬流程圖　　五.實(shí)驗(yàn)過程中遇到的問題及解決方案　　1、請(qǐng)仔細(xì)閱讀動(dòng)態(tài)優(yōu)先權(quán)的進(jìn)程調(diào)度算法的模擬實(shí)現(xiàn)代碼,說明該算法

20、與教材中介紹的算法做了哪些簡單化處理.　　優(yōu)先權(quán)模擬時(shí)優(yōu)先權(quán)是隨機(jī)產(chǎn)生，在實(shí)際的系統(tǒng)中，系統(tǒng)進(jìn)程的優(yōu)先權(quán)高于一般用戶進(jìn)程的優(yōu)先權(quán)。　　2、為什么對(duì)進(jìn)程的優(yōu)先數(shù)可按上述原則進(jìn)行修改?　　最高優(yōu)先權(quán)調(diào)度算法僅照顧了優(yōu)先權(quán)高的進(jìn)程，當(dāng)不斷有優(yōu)先權(quán)高的進(jìn)程需調(diào)度時(shí)，而優(yōu)先權(quán)低的進(jìn)程將很難得到處理機(jī)的調(diào)度，所以進(jìn)程在就緒隊(duì)

21、列中每呆一個(gè)時(shí)間片，優(yōu)先數(shù)增加1，使優(yōu)先權(quán)低的進(jìn)程不總是忙等。　　3、請(qǐng)給出設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)的輪轉(zhuǎn)發(fā)進(jìn)程調(diào)度算法的設(shè)計(jì)思想.　　時(shí)間輪轉(zhuǎn)調(diào)度算法：系統(tǒng)將所有的就像進(jìn)程按先來先服務(wù)的原則，排成一個(gè)隊(duì)列，每次調(diào)度時(shí)，把CPU分配給首進(jìn)程，并令其執(zhí)行一個(gè)時(shí)間片。當(dāng)執(zhí)行的時(shí)間片用完時(shí)，發(fā)出中斷請(qǐng)求，調(diào)度程序便據(jù)此信號(hào)來停止該進(jìn)程的執(zhí)行，并將其送到就緒隊(duì)列的末尾，如此反復(fù)

22、，就可以保證就緒隊(duì)列中的所有進(jìn)程在一個(gè)給定的時(shí)間內(nèi)，均能獲得一時(shí)間片處理機(jī)執(zhí)行時(shí)間。　　4、在實(shí)際的進(jìn)程調(diào)度中，除了按調(diào)度算法選擇下一個(gè)執(zhí)行的進(jìn)程外,還應(yīng)處理哪些工作?　　最高優(yōu)先權(quán)調(diào)度算法，常用于批處理系統(tǒng)中，作為作業(yè)調(diào)度算法，也作為多種操作系統(tǒng)中的進(jìn)程調(diào)度算法，還可以用于實(shí)時(shí)系統(tǒng)中：時(shí)間輪轉(zhuǎn)調(diào)度算法，一般用于分時(shí)系統(tǒng)中。<

23、;p>　　六.實(shí)驗(yàn)體會(huì)　　1、當(dāng)把該算法用于作業(yè)調(diào)度時(shí)，系統(tǒng)將從后備隊(duì)列中選擇若干個(gè)優(yōu)先權(quán)最高的作業(yè)，裝入內(nèi)存，當(dāng)用于進(jìn)程調(diào)度算法時(shí)，該算法是把處理及分配給就緒隊(duì)列中優(yōu)先權(quán)最高的進(jìn)程。　　2、當(dāng)系統(tǒng)空閑（就緒隊(duì)列為空）時(shí)，系統(tǒng)運(yùn)行閑逛進(jìn)程，否則運(yùn)行其他進(jìn)程，發(fā)生變遷（就緒運(yùn)行）<p

24、>　　3、在運(yùn)行進(jìn)程（包括閑逛進(jìn)程）的過程中，可能發(fā)生變遷2(運(yùn)行阻塞)，即將運(yùn)行進(jìn)程插入到阻塞隊(duì)列（閑逛進(jìn)程不能不被阻塞），可能有其他的進(jìn)程創(chuàng)建PCB，還可能喚醒阻塞隊(duì)列中的某些進(jìn)程PCB，發(fā)生變遷3（阻塞就緒），即從阻塞隊(duì)列中插入就緒隊(duì)列中。　　4、時(shí)間片運(yùn)行結(jié)束后，若進(jìn)程累積占用CPU時(shí)間大于等于進(jìn)程需要運(yùn)行時(shí)間，則進(jìn)程執(zhí)行結(jié)束，釋放其PCB。若進(jìn)程累積占用CPU時(shí)間小于進(jìn)程需要運(yùn)行

25、時(shí)間，發(fā)生變遷4（運(yùn)行就緒），即將當(dāng)前運(yùn)行的進(jìn)程插入就緒隊(duì)列中。　　七.參考資料　　《計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)》　　《計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書》　　《C程序設(shè)計(jì)》<

26、;/p>　　《C語言程序設(shè)計(jì)_現(xiàn)代方法》　　八.源代碼　　#include <stdio.h>　　#include <stdlib.h>　　#include <time.h&g

27、t;　　#define N 5 //進(jìn)程個(gè)數(shù)，可改變　　int rt[N]; //到達(dá)時(shí)間　　int st[N]; //服務(wù)時(shí)間　　int ct[N]; //完成時(shí)間　　int cyt[N]; //周轉(zhuǎn)時(shí)間</p&

28、gt;　　float rct[N]; //帶權(quán)周轉(zhuǎn)時(shí)間　　float av[2];　　int n,m,c=1,which;　　void line() //美化程序，使程序運(yùn)行時(shí)更加明朗美觀　　{</

29、p>　　printf("------------------------------------------------------------------\n");　　}　　void start() //表示FCFS算法開始

30、;　　{　　line();　　printf(" FCFS算法開始\n");　　printf("

31、 ——Designed by Zhang Hong\n");　　line();　　}　　void end() //表示FCFS算法結(jié)束　　{

32、;　　line();　　printf(" FCFS算法結(jié)束,謝謝使用\n");　　line();　　}</b&g

33、t;　　void input()　　{　　printf("請(qǐng)輸入%d個(gè)進(jìn)程的到達(dá)時(shí)間：",N);　　for (n=0;n<N;n++)　　scanf("%d

34、",&rt[n]);　　printf("請(qǐng)輸入%d個(gè)進(jìn)程對(duì)應(yīng)的服務(wù)時(shí)間：",N);　　for (n=0;n<N;n++)　　scanf("%d",&st[n]);　　}</b&

35、gt;　　void random()　　{　　srand((unsigned)time(NULL));　　for (n=0;n<N;n++)　　{&

36、lt;/p>　　rt[n]=rand()%100;　　for (m=0;m<n;m++)　　if (n!=0 && rt[n]==rt[m])　　{　　rt[n]=rand()%100

37、;　　m=0;　　}　　st[n]=rand()%98+1;　　for (m=0;m<n;m++)　　if (n!=0 && st[

38、n]==st[m])　　{　　st[n]=rand()%98+1;　　m=0;　　}　　}<

39、/b>　　}　　void ordination() //重新排序，應(yīng)對(duì)出現(xiàn)輸入的到達(dá)時(shí)間為亂序的情況　　{　　int temp;

40、;　　for (n=0;n<N;n++)　　for (m=0;m<N-n-1;m++)　　if (rt[m+1]<rt[m])　　{　　temp=rt[m+1];<

41、p>　　rt[m+1]=rt[m];　　rt[m]=temp;　　temp=st[m+1];　　st[m+1]=st[m];　　st[m]=temp;　　}<

42、;p>　　}　　void fcfs() //執(zhí)行fcfs算法　　{　　av[0]=0;　　av[1]=0;

43、　　ct[0]=rt[0]+st[0];　　for (n=1;n<N;n++)　　{　　if (ct[n-1]>=rt[n]) //考慮當(dāng)前一個(gè)進(jìn)程完成而后一個(gè)進(jìn)程還沒有到達(dá)的情況<p&

44、gt;　　ct[n]=ct[n-1]+st[n];　　else　　ct[n]=rt[n]+st[n];　　}　　for (n=0;n<N;n++)

45、　cyt[n]=ct[n]-rt[n];　　for (n=0;n<N;n++)　　rct[n]=(float)cyt[n]/(float)st[n];　　for (n=0;n<N;n++)　　{&l

46、t;p>　　av[0]+=(float)cyt[n]/N;　　av[1]+=rct[n]/N;　　}　　}　　void output() //輸出結(jié)果<p&

47、gt;　　{　　line();　　printf("進(jìn)程名\t");　　for (n=0;n<N;n++)　　printf("\t%c",65+n);&

48、lt;/p>　　printf("\t平均\n到達(dá)時(shí)間");　　for (n=0;n<N;n++)　　printf("\t%d",rt[n]);　　printf("\n服務(wù)時(shí)間");

49、;　　for (n=0;n<N;n++)　　printf("\t%d",st[n]);　　printf("\n完成時(shí)間");　　for (n=0;n<N;n++)　　printf("\t%d",ct[

50、n]);　　printf("\n周轉(zhuǎn)時(shí)間");　　for (n=0;n<N;n++)　　printf("\t%d",cyt[n]);　　printf("\t%0.1f",av[0]);

51、　　printf("\n帶權(quán)周轉(zhuǎn)時(shí)間");　　for (n=0;n<N;n++)　　printf("\t%0.1f",rct[n]);　　printf("\t%0.1f",av[1]);

52、　　printf("\n");　　line();　　}　　void main()　　{<b

53、>　　start();　　for (;c==1;)　　{　　for (;;)　　{　　pr

54、intf("輸入數(shù)據(jù)還是由系統(tǒng)隨機(jī)產(chǎn)生數(shù)據(jù)？\n1、輸入數(shù)據(jù)\t2、系統(tǒng)隨機(jī)產(chǎn)生數(shù)據(jù)\n請(qǐng)輸入：");　　scanf("%d",&which);　　if (which==1)　　{<

55、;b>　　input();　　break;　　}　　else　　if (which==2)

56、　　{　　random();　　break;　　}　　printf("輸入錯(cuò)誤，請(qǐng)重新輸入！");&

57、lt;/p>　　}　　ordination(); //進(jìn)程按照到達(dá)時(shí)間進(jìn)行排序　　fcfs();　　output();　　p

58、rintf("繼續(xù)輸入，退出輸入。請(qǐng)輸入：");　　scanf("%d",&c);　　}　　end();　　}

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