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：***
学号：**********
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：
① 自动生成进程数量
② 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：
① 重新生成进程
② 时间片轮转法
③ 短作业优先算法
④ 动态优先级算法
⑤ 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roundTime
2)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 20 typedef 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++){ p[i].name = name; p[i].priority = GetRandomNumber(MIN_PRIORITY, MAX_PRIORITY); p[i].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",p[i].name,p[i].arriveTime,p[i].runningTime,p[i].beginTime,p[i].finishTime,p[i].cyclingTime,p[i].weigthCyclingTime,p[i].priority); avgCycTime += p[i].cyclingTime; avgWeiCycTime += p[i].weigthCyclingTime; //还原 p[i].arriveTime = 0; p[i].beginTime = 0; p[i].finishTime = 0; p[i].cyclingTime = 0; p[i].weigthCyclingTime = 0; p[i].hadRunTime = 0; p[i].finish = 0; } avgWeiCycTime /= num; avgCycTime /= num; printf("平均周转时间：%.2f 平均带权周转时间:%.2f\\n",avgCycTime,avgWeiCycTime); } //时间片轮转法 void RealRoundRobin(PCB p[],int num,int roundTime){ printf("\\n\\n-----------------------------时间片：%d-------------------------------------\\n",roundTime); int finishNum = 0; int curTime = 0; while (finishNum != num) { for (int i = 0;i < num;i++){ if (p[i].finish)continue; //开始时间 if (p[i].beginTime == 0 && i != 0){ p[i].beginTime = curTime; } //已经完成 if (p[i].hadRunTime + roundTime >= p[i].runningTime){ p[i].finishTime = curTime + p[i].runningTime - p[i].hadRunTime; p[i].cyclingTime = p[i].finishTime - p[i].arriveTime; p[i].weigthCyclingTime = p[i].cyclingTime/(double)p[i].runningTime; p[i].finish = 1; finishNum ++; curTime += p[i].runningTime - p[i].hadRunTime; }else{ p[i].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("\\n\\n-----------------------------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 < num;i++){ if (p[i].finish == 0 && p[min].runningTime >= p[i].runningTime) min = i; else if (p[i].finish == 0 && p[min].finish == 1) min = i; } p[min].beginTime = curTime; p[min].hadRunTime = p[min].runningTime; p[min].finishTime = p[min].beginTime + p[min].runningTime; p[min].cyclingTime = p[min].finishTime - p[min].arriveTime; p[min].weigthCyclingTime = p[min].cyclingTime/(double)p[min].runningTime; p[min].finish = 1; finishNum++; curTime = p[min].finishTime; } PrintResult(p, num); } //动态优先级算法 void DynamicPriorityFirst(PCB p[],int num){ printf("\\n\\n-----------------------------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 < num;i++){ if (p[i].finish == 0 && p[min].priority >= p[i].priority) min = i; else if (p[i].finish == 0 && p[min].finish == 1) min = i; } p[min].beginTime = curTime; p[min].hadRunTime = p[min].runningTime; p[min].finishTime = p[min].beginTime + p[min].runningTime; p[min].cyclingTime = p[min].finishTime - p[min].arriveTime; p[min].weigthCyclingTime = p[min].cyclingTime/(double)p[min].runningTime; p[min].finish = 1; finishNum++; curTime = p[min].finishTime; } PrintResult(p, num); } int main(int argc, const char * argv[]) { PCB pcbGroup[30]; //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--%d\\n",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 <= MAX_PROCESS)){ processNum = num; InitPCBGroup(pcbGroup,processNum); break; }else printf("\\n输入有误，请重新输入.\\n"); } } //选择算法 printf("\\n-----------------------------请输入对应选项序号-----------------------------\\n"); printf("0.重新生成进程 | 1.时间片轮转法 | 2.短作业优先算法 | 3.动态优先级算法 | q.退出\\n>>>>>>"); 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; }下载本文
