实验一进程调度

实验性质：设计

建议学时：6学时

实验目的：

通过这次实验，加深对进程概念的理解，进一步掌握进程状态的转变、进程调度的策略及对系统性能的评价方法。

实验内容；

设计程序模拟进程的轮转法调度过程。假设初始状态为：有n个进程处于就绪状态，有m个进程处于阻塞状态。釆用轮转法进程调度算法进行调度。调度过程中，假设处于执行状态的进程不会阻塞，且每过t个时间片系统释放资源，唤醒处于阻塞队列队首的进程。

程序要求如下：

1）输出系统中进程的调度次序；

2）计算CPU利用率。

实现提示：

用C语言实现提示：

1）程序中进程可用PCB表示，其类型描述如下：

struct PCB_type {char name ; 〃进程名
int state ; //进程状态
2   表示“执行"状态
1——表示“就绪”状态
0——表示“阻塞”状态
int cpu_time ; 〃运行需要的CPU时间（需运行的时间片个数）
}

2）设置两个队列，将处于“就绪”状态的进程PCB挂在队列ready中；将处于“阻塞”状态的进程PCB挂在队列blocked中。队列类型描述如下：

struct QueueNode{struct PCB_type PCB;
Struct QueueNode *next;
}

并设全程量：

struct QueueNode ready_head=NULL, //ready队列队首指针
*ready_tail=NULL,    //ready队列队尾指针
*blocked_head=NULL,  //blocked队列队首指针
*blocked_tail=NULL;  //blocked队列队尾指针

3）设计子程序

start_stateO； 〃读入假设的数据，设置系统初始状态
dispathO；    〃模拟调度
calculate。；  //计算 CPU 利用率

实验要求：

1）上机前仔细编好程序；

2）上机时独立调试程序；

3）提交实验报告，包括纸质稿和电子稿两部分。实验报告要求详见实验报告模板。

测试用数据：

n=2 （处于就绪状态的进程的个数）

m=3 （处于阻塞状态的进程的个数）

t=5 （每过t个时间片系统释放资源，唤醒处于阻塞队列队首的进程）

测试用例：

代码展示

#include <iostream>
#include <fstream>
using namespace std;struct PCB_type
{char name;/* 0:阻塞 1:就绪 2:执行 */int state;/* 需要的CPU时间，即运行的时间片个数 */double cpu_time;
};struct QueueNode
{PCB_type PCB;QueueNode *next;
};QueueNode *ready_head = NULL,*ready_tail = NULL,*blocked_head = NULL,*blocked_tail = NULL;int all_time = 0;
int free_time = 0;
double time_slice_len = 1;// 函数声明
void start_state();
void dispath();
void calculate();
void ready_Enqueue(QueueNode *p);
void blocked_Enqueue(QueueNode *p);
void ready_Dequeue();
void blocked_Dequeue();
QueueNode *ready_Front();
QueueNode *blocked_Front();int main()
{start_state();dispath();calculate();system("pause");return 0;
}void start_state()
{ifstream f;f.open("OS\\test1.txt");int ready_pcb_num, blocked_pcb_num;f >> ready_pcb_num;f >> blocked_pcb_num;// 就绪队列初始化for (int i = 0; i < ready_pcb_num; i++){QueueNode *p = new QueueNode;f >> p->PCB.name >> p->PCB.cpu_time;p->PCB.state = 1;p->next = NULL;ready_Enqueue(p);}// 阻塞队列初始化for (int i = 0; i < blocked_pcb_num; i++){QueueNode *p = new QueueNode;f >> p->PCB.name >> p->PCB.cpu_time;p->PCB.state = 0;p->next = NULL;blocked_Enqueue(p);}cout << "The processes in the ready queue are:" << endl;if (ready_head == NULL){cout << "The ready queue is empty";}else{QueueNode *p = ready_head;while (p){cout << p->PCB.name << " " << p->PCB.state << " " << p->PCB.cpu_time << endl;p = p->next;}}// 输入tint t;f >> t;
}void dispath()
{cout << "Start scheduling" << endl;while (ready_head != NULL || blocked_head != NULL){if (ready_head != NULL){QueueNode *tmp = ready_Front();ready_Dequeue();tmp->PCB.state = 2;tmp->PCB.cpu_time -= time_slice_len;all_time++;printf("Time slice %d: process %c scheduling\n", all_time, tmp->PCB.name);if (tmp->PCB.cpu_time < time_slice_len){printf("process %c over!\n", tmp->PCB.name);}else{ready_Enqueue(tmp);}}else{all_time++;free_time++;printf("Time slice %d: Free a slice of time\n", all_time);}if (blocked_head != NULL && all_time % 5 == 0){QueueNode *tmp = blocked_Front();blocked_Dequeue();ready_Enqueue(tmp);}}
}void calculate()
{cout << "CPU Utilization rate: " << ((all_time - free_time) / (double)all_time) * 100 << "%" << endl;
}// 队列实现
void ready_Enqueue(QueueNode *p)
{if (ready_head == NULL){ready_head = ready_tail = p;}else{ready_tail->next = p;ready_tail = p;}
}void blocked_Enqueue(QueueNode *p)
{if (blocked_head == NULL){blocked_head = blocked_tail = p;}else{blocked_tail->next = p;blocked_tail = p;}
}void ready_Dequeue()
{QueueNode *temp = ready_head;if (ready_head == NULL){printf("ready Queue is Empty\n");return;}if (ready_head == ready_tail){ready_head = ready_tail = NULL;}else{ready_head = ready_head->next;}
}void blocked_Dequeue()
{QueueNode *temp = blocked_head;if (blocked_head == NULL){printf("blocked Queue is Empty\n");return;}if (blocked_head == blocked_tail){blocked_head = blocked_tail = NULL;}else{blocked_head = blocked_head->next;}
}QueueNode *ready_Front()
{return ready_head;
}QueueNode *blocked_Front()
{return blocked_head;
}

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