计算机操作系统实验：进程调度实验

目录

前言

二、实验目的

三、实验要求

四、实验原理

五、实验过程

六、代码详解

总结

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前言

计算机操作系统是管理计算机硬件和软件资源的核心软件，它负责为用户提供一个友好、高效、安全的使用环境。进程调度是操作系统的一个重要功能，它决定了进程在处理器上的执行顺序和时间，从而影响了系统的性能和用户的体验。本实验旨在通过模拟不同的进程调度算法，比较它们的优缺点，加深对操作系统原理和设计的理解和掌握。

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一、开发语言及实验平台

C++/JAVA

Turbo C / Microsoft Visual Studio 6.0 / Microsoft Visual Studio .NET 2010

在本文中使用的是c语言（？），使用的平台是devc++

二、实验目的

（1）加深对进程的概念及进程调度算法的理解；

（2）在了解和掌握进程调度算法的基础上，编制进程调度算法通用程序，将调试结果显示在计算机屏幕上，并检测机算和笔算的一致性。

三、实验要求

（1）了解进程调度；

（2）理解利用进程调度算法进行调度的原理；

（3）使用某种编程语言进行算法模拟。

四、实验原理

• 例题：设计一个有N个进程的进程调度算法。

  进程调度算法：采用最高优先数的调度算法（即把处理机分配给优先数最高的进程）。

  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：进程名、优先数、到达时间、需要运行时间、已用CPU时间、进程状态等等。

  进程的优先数及需要的运行时间可以事先人为的指定（也可以由随机数产生）。进程的到达时间为进程的输入的时间。进程的运行时间以时间片为单位进行计算。

  每个进程的状态可以是就绪W（Wait）、运行R（Run）、或完成F（Finish）三种状态之一。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表示。

  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，则撤销该进程，如果运行一个时间片后，进程的已占用CPU时间还未达到所需要的运行时间，也就是进程还需要继续运行，此时应该将进程的优先数减1（即降低一级），然后把它插入就绪队列等待CPU。

  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。

  重复以上过程，直到所要的进程都完成为止。

  分析:

  使用固定队列与静动态优先级结合，每个优先级为0~0xFF,并且以小的数字为高优先级，大的数字为低优先级，每次皆使用循环得到最高优先级的进程并执行，然后将其动态优先级设置为最低，并将其他进程动态优先级提高，以使得每个进程都有机会运行。进程的优先级与运行时间由随机数产生。

  

  五、实验过程

  代码如下：

  #include 
  #include 
  #include 
  /*常量和状态定义*/
  #define        PRO_NUM        0x05
  #define        MAX_TIME    0xFF
     /*状态宏*/
  #define        WAIT        0x01
  #define        RUN            0x02
  #define        FINISH        0x03
  #define        ID_ERROR    0x10
  #define        MIN_PRIOR    0xFF //255
  #define        MAX_PRIOR    0x00 0
  typedef unsigned int    Uint32;
  /*进程PCB*/
  struct PCB_Info
  {
     Uint32    s_id;
     Uint32    s_static_prior;
     Uint32    s_dynamic_prior;
     Uint32    s_start_time;
     Uint32    s_need_time;
     Uint32    s_used_time;
     Uint32    s_state;
  };
  /*进程队列*/
  PCB_Info    g_queue[5];
  Uint32        g_time = 0;
  /*模拟进程执行函数*/
  void Simulator();
  /*初始化5个进程函数*/
  void Init_Process();
  /*初始化进程队列函数*/
  void Init_Queue();
  /*创建进程函数*/
  Uint32 Create_Process(Uint32 pri,Uint32 needtime);
  /*系统运行函数*/
  void Run_Process();
  /*得到最高优先级进程 ID函数*/
  Uint32 Get_PriProcess();
  /*进程时间片执行函数*/
  void    Work_Process(Uint32 id);
  /*改变进程状态和优先级函数*/
  void    Change_Process(Uint32 id);
  /*打印进程状态函数*/
  void    Print_State();
  /*结束系统函数*/
  void End_Process();
  /*入口函数*/
  int main( int argc, char *argv[ ])
  {
     Simulator();
     return 0;
  }
  void Simulator()
  {
     Init_Process();
     Run_Process();
     End_Process();
  }
  void Init_Process()
  {
     int i;
     Uint32 id;
     srand( (unsigned)time( NULL ) );
     Init_Queue();
     for(i=0;i

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