基于静态优先权和响应比的进程管理系统的设计课程设计报告.doc

基于静态优先权和响应比的进程管理系统的设计

课程设计报告
（本科）

基于静态优先权和响应比的进程管理系统的设计

课程：
操作系统课程设计

学号：

姓名：

班级：

教师：

时间：

计算机科学与技术系

设计名称：
基于静态优先权和响应比的进程管理系统的设计
设计内容、目的与要求：

本课程设计的目的是：加深对进程概念及进程管理各部分内容的理解；熟悉静态优先权和响应比两种进程调度算法。

本课程设计的要求是：（1）设计一个完整的进程调度系统，系统中至少包括5个进程；（2）定义PCB；（3）采用链表管理就绪队列；（4）结果要能够显示出进程的调度序列及进入系统的时间、运行时间等必要信息。（5）设计的输入数据要能体现算法的思想。

计划与进度安排：

6月7日 按照课程设计要求建立流程图，架起大概框架
6月8日到12日 输入主函数和各个过程的程序
6月13日到20日 调试程序并记录调试中的问题，努力解决
6月21日到25日 系统测试，演示设计成果，将调试结果截图保留下来
6月26日到30日 整理完善课程设计说明书

设计过程、步骤（可加页）：

①进程创建模块
此模块用来创建进程实体，设置进程的到达时间、服务时间、开始时间。
②就绪队列模块
此模块用链式队列来实现，用来存放已经创建的进程，为下面的两个模块来服务。
③静态优先权模块
此模块是先进先出算法的实现模块，此模块遍历模块中的就绪队列来找到到达时间的从小到的大的序列。
④响应比模块
此模块是短进程优先调度算法的实现模块，此模块遍历中的就绪队列来找到服务时间从小打到的序列。

开始
创建进程
输入进程名称、大小、创建时间、服务时间
就绪队列查看
选择调度算法
（FCFS/SPF）
输出结果
结束

程序源代码如下：
//基于静态优先权和响应比的进程管理系统的设计
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>
#include<stdbool.h>
#define false 0
#define true 1
//定义链表的结构体
typedef struct {
char id[20]; //进程名称
int f_priority; //初始优先权
int arrive_time; //到达时间
int service_time; //服务时间
int start_time; //开始时间
int finish_time; //完成时间
int wait_time; //等待时间
float priority; //响应比(优先权)
}datatype;//15

//定义链表
typedef struct node{
datatype data;
struct node * prior;//前一节点指针
struct node * next; //后一节点指针 22
}listnode,* linklist;
linklist head,list_static,list_rp;
listnode *p,*q,*m,*n,*rear,*z;

//函数说明
int menu_select();
linklist enter(void);
void display(linklist head);
void display_static(linklist head);
void display_rp(linklist head);//30

//主函数
void main()
{
for(;;){

switch(menu_select())
{
case 1:
printf("\t*******************************\n");
printf("\t************创建进程***********\n");
printf("\t*******************************\n");
head=enter();
system("cls");
break;

case 2:
printf("\t*******************************\n");
printf("\t**********显示就绪队列*********\n");
printf("\t*******************************\n");
display(head);
break;
case 3:
printf("\t*******************************\n");
printf("\t***********静态优先权**********\n");
printf("\t*******************************\n");
display_static(head);
break;
case 4:
printf("\t*******************************\n");
printf("\t**********高响应比优先*********\n");
printf("\t*******************************\n");
display_rp(head);
break;
case 0:
printf("\n谢谢使用！\n");
return;

default :
break;//68
}
}
}

//****************
//菜单选择函数程序
//****************
int menu_select()
{
int sn;
printf("\t基于静态优先权和响应比的进程管理系统\n\n");
printf("\t==========================================\n");//80
printf("\t 1.创建进程队列\n");
printf("\t 2.显示就绪队列\n");
printf("\t 3.静态优先权\n");
printf("\t 4.高响应比优先\n");
printf("\t 0.退出\n");
printf("\t==========================================\n");
printf("\t请选择0~4:");

while(1){

scanf("%d",&sn);//93
getchar();

if(52<sn&&sn<48)
{
printf("\n\t输入错误，重选0-4：");
sn=9;
continue;
}
else{
break;
}
}
return sn;//101
}

//****************
//**建立进程队列**
//****************
linklist enter(void)
{
linklist head=(listnode *)malloc(sizeof(listnode));
listnode *p,*rear;
char flag='y';
rear=head;

while(flag=='y')
{
p=(listnode *)malloc(sizeof(listnode));
printf("%s\t","\t请输入进程名id:");//120
scanf("%s",p->data.id);
printf("%s\t","\t初始优先权:");
scanf("%d",&p->data.f_priority);
printf("%s\t","\t到达时间:");
scanf("%d",&p->data.arrive_time);
printf("%s\t","\t服务时间:");
scanf("%d",&p->data.service_time);
rear->next=p;
p->prior=rear;//双向链表
rear=p;

//判断是否还继续输入新的
flag='n';
printf("\n\t继续输入吗？(y/n)");
getchar();
scanf("%c",&flag);
}//while()结束

rear->next=NULL;
return head;

}

//******************
//***显示进程队列***
//******************
void display(linklist head)
{
listnode *p;
if(head==NULL||head->next==NULL) {printf("\n\t空队列 任意键返回主菜单");getchar();system("cls");return;}
p=head->next;
printf("\n\t*************** 以下为队列信息************");
printf("\n\t进程名\t初始优先权\t到达时间\t服务时间\t");
printf("\n\t----------------------------------------------------\n");
while(p!=NULL)
{

printf("\t%s",p->data.id);
printf("\t%d",p->data.f_priority);
printf("\t\t%d",p->data.arrive_time);
printf("\t\t%d",p->data.service_time);
printf("\n\t----------------------------------------------------\n");

p=p->next;
}
getchar();
system("cls");
}

//******************
//**静态优先权算法**
//******************
void display_static(linklist head)
{
int size=0;
//假设当前时间为0
int time=0;
//假设未进程满足条件
bool have=false;//180
listnode *p,*q,*rear,*m,*n,*z;
if(head==NULL||head->next==NULL) {printf("\n\t空队列 任意键返回主菜单");getchar();system("cls");return;}

//创建一个新的链表用来存储静态优先权算法后得到的执行队列
linklist list_static=(listnode *)malloc(sizeof(listnode));
rear=list_static;
p=(listnode *)malloc(sizeof(listnode));
//取得链表节点数
p=head->next;//190
while(p!=NULL){
size++;
p=p->next;
}
p=head->next;
printf("%d",size);
//临时指针
m=(listnode *)malloc(sizeof(listnode));
m->data=head->next->data;
q=(listnode *)malloc(sizeof(listnode));
q->data=head->next->data;
//最外层循环 选取新排列的链表
int i;
for(i=1;i<=size;i++){
have=false;//207
//遍历链表 挑选出符合条件的进程
while(p!=NULL){
//如果当前时间下 有进程已到达
if(p->data.arrive_time<=time){
have=true;
//如果其优先权比原有优先权大 则替换 选出其中优先权最大的
if(q->data.f_priority<p->data.f_priority){
//把p节点 复制成q
q->data=p->data;
}

}
//进程还未到达 选出到达时间最小且优先权最大的
if(p->data.arrive_time>time){
//同时到达
if(m->data.arrive_time==p->data.arrive_time){
//优先权
if(m->data.f_priority<p->data.f_priority){
m->data=p->data;
}//224
}
if(m->data.arrive_time>p->data.arrive_time){
m->data=p->data;
}
}
p=p->next;
}//while循环结束
z=(listnode *)malloc(sizeof(listnode));
n=(listnode *)malloc(sizeof(listnode));
if(have==true){
z->data=q->data;
z->data.start_time=time;
}else{
z->data=m->data;
z->data.start_time=z->data.arrive_time;
}
n=(listnode *)malloc(sizeof(listnode));
n->data=z->data;
n->data.finish_time=n->data.start_time+n->data.service_time;
n->data.wait_time=n->data.start_time-time;
time=n->data.finish_time;
rear->next=n;
if(i!=1){
n->prior=rear;
}
rear=n;

//选出的进程需要从原来的链表中删除
p=head->next;
while(p!=NULL){
//搜索到要删除的节点
if(strcmp(z->data.id,p->data.id)==0){
if(p->next!=NULL){
p->prior->next=p->next;
p->next->prior=p->prior;
}else{
p->prior->next=NULL;
}
free(p);
break;
}
p=p->next;
}
if(head->next!=NULL){
p=(listnode *)malloc(sizeof(listnode));
p=head->next;
q->data=head->next->data;
m->data=head->next->data;
}else{
p=NULL;
}

}//for循环结束//276

rear->next=NULL;
rear=head;
p=list_static->next;
printf("\n\t*************** 非抢占静态优先权************");
printf("\n进程名\t初始优先权\t到达时间\t服务时间\t开始时间\t完成时间\t");
printf("\n-------------------------------------------------------------------------------\n");
while(p!=NULL)
{

printf("%s",p->data.id);
printf("\t%d",p->data.f_priority);
printf("\t\t%d",p->data.arrive_time);
printf("\t\t%d",p->data.service_time);
printf("\t\t%d",p->data.start_time);
printf("\t\t%d",p->data.finish_time);
printf("\n-------------------------------------------------------------------------------\n");

z=(listnode *)malloc(sizeof(listnode));
z->data=p->data;

rear->next=z;
z->prior=rear;
rear=z;//300

p=p->next;
}
rear->next=NULL;
getchar();
system("cls");
}

//******************
//***高响应比优先***
//******************
void display_rp(linklist head)
{
int size=0;
float rp=0,rpq=0,rpm=0;
//假设当前时间为0
int time=0;
//假设未进程满足条件
bool have=false;//325
listnode *p,*q,*rear,*m,*n,*z;
if(head==NULL||head->next==NULL) {printf("\n\t空队列 任意键返回主菜单");getchar();system("cls");return;}

//创建一个新的链表用来存储高响应比优先权算法后得到的执行队列
linklist list_rp=(listnode *)malloc(sizeof(listnode));
rear=list_rp;
p=(listnode *)malloc(sizeof(listnode));
//取得链表结点数
p=head->next;
while(p!=NULL){
size++;
p=p->next;
}
p=head->next;
printf("%d",size);
//临时指针
m=(listnode *)malloc(sizeof(listnode));
m->data=head->next->data;
q=(listnode *)malloc(sizeof(listnode));
q->data=head->next->data;//340
int i;
//最外层循环 选取新排列的链表
for(i=1;i<=size;i++){
have=false;//347

//遍历链表 挑选出符合条件的进程
while(p!=NULL){
//如果当前时间下 有进程已到达
if(p->data.arrive_time<=time){
have=true;
//比较响应比 (等待时间/服务时间)+1
rp=(float)((time-p->data.arrive_time)/p->data.service_time)+1;
rpq=(float)((time-q->data.arrive_time)/q->data.service_time)+1;
//取其中响应比高的进程
if(rpq<rp){
q->data=p->data;
}
}
//进程还未到达 选出最先到达的
if(p->data.arrive_time>time){
if(m->data.arrive_time>p->data.arrive_time){
m->data=p->data;
}
}
p=p->next;
}//while循环结束
z=(listnode *)malloc(sizeof(listnode));
n=(listnode *)malloc(sizeof(listnode));
if(have==true){
//有进程满足
z->data=q->data;
z->data.start_time=time;
}else{
//未有进程满足
z->data=m->data;
z->data.start_time=z->data.arrive_time;
}
n=(listnode *)malloc(sizeof(listnode));
n->data=z->data;
n->data.finish_time=n->data.start_time+n->data.service_time;
n->data.priority=(float)(n->data.start_time-n->data.arrive_time)/n->data.service_time+1;
time=n->data.finish_time;
rear->next=n;
if(i!=1){
n->prior=rear;
}
rear=n;
//选出的进程需要从原来的链表中删除
p=head->next;
while(p!=NULL){
//搜索到要删除的节点//390
if(strcmp(z->data.id,p->data.id)==0){
if(p->next!=NULL){
p->prior->next=p->next;
p->next->prior=p->prior;
}else{
p->prior->next=NULL;
}
free(p);
break;
}
p=p->next;
}
if(head->next!=NULL){
p=(listnode *)malloc(sizeof(listnode));
p=head->next;
q->data=head->next->data;
m->data=head->next->data;
}else{
p=NULL;
}
}//for循环结束
rear->next=NULL;
rear=head;
p=list_rp->next;
printf("\n\t***************高响应比优先************");
printf("\n进程名\t到达时间\t服务时间\t开始时间\t完成时间\t响应比");
printf("\n-------------------------------------------------------------------------------\n");
while(p!=NULL)
{

printf("%s",p->data.id);
printf("\t%d",p->data.arrive_time);
printf("\t\t%d",p->data.service_time);
printf("\t\t%d",p->data.start_time);
printf("\t\t%d",p->data.finish_time);
printf("\t\t%02f",p->data.priority);
printf("\n-------------------------------------------------------------------------------\n");

z=(listnode *)malloc(sizeof(listnode));
z->data=p->data;

rear->next=z;
z->prior=rear;
rear=z;

p=p->next;
}
rear->next=NULL;
getchar();
system("cls");
｝
结果与分析（可以加页）：
1.显示进程管理系统

2.创建五个进程

3.显示就绪队列

4.显示静态优先权的进程队列

5显示高响应比的进程队列

设计体会与建议：
邹良群：本人在本次实验中负责整理课程设计的实验说明文档。通过本次操作系统课程设计，使我们小组成员再次回顾了操作系统学习中的相关内容，对设计和调试相应的程序的基础步骤和方法有了更深的认识。
唐佳慧：在本次课程设计中，我主要负责收集资料和查阅书籍，在做这项课程设计的过程中，我们通过思考摸索与查阅资料相结合，并与同组的其他同学讨论,相互学习,使我比较成功的设计了这个系统。通过查阅资料，不断的发现错误并纠正，反复的完善自己的设计，基本上完成了设计的要求，学会了把课本上的知识成功的运用到实际应用中，巩固了自己关于操作系统的知识。
周慧：在本次实验中我主要负责代码的编写与修改。我在设计与查阅资料和参考别人的程序中，发现了操作系统这门课的非常强大的功能，及其广泛的应用性，并深深的体会到了自己设计出一个成功的系统的乐趣，并且意识到自己在编程方面的能力还很不足，真的需要多多加强学习。通过这次实验倒是积累了编写程序的经验，受益匪浅。
通过这次课程设计，加深了我们对操作系统这门课程的理解，尤其是进程的管理。虽然我们的这个进程管理系统功能很少，模拟的真实性不高，但毕竟是基本上完成了课程设计的要求。

1. 基于C8051F单片机直流电动机反馈控制系统的设计与研究
2. 基于单片机的嵌入式Web服务器的研究
3. MOTOROLA单片机MC68HC（8）05PV8/A内嵌EEPROM的工艺和制程方法及对良率的影响研究
4. 基于模糊控制的电阻钎焊单片机温度控制系统的研制
5. 基于MCS-51系列单片机的通用控制模块的研究
6. 基于单片机实现的供暖系统最佳启停自校正（STR）调节器
7. 单片机控制的二级倒立摆系统的研究
8. 基于增强型51系列单片机的TCP/IP协议栈的实现
9. 基于单片机的蓄电池自动监测系统
10. 基于32位嵌入式单片机系统的图像采集与处理技术的研究
11. 基于单片机的作物营养诊断专家系统的研究
12. 基于单片机的交流伺服电机运动控制系统研究与开发
13. 基于单片机的泵管内壁硬度测试仪的研制
14. 基于单片机的自动找平控制系统研究
15. 基于C8051F040单片机的嵌入式系统开发
16. 基于单片机的液压动力系统状态监测仪开发
17. 模糊Smith智能控制方法的研究及其单片机实现
18. 一种基于单片机的轴快流CO〈,2〉激光器的手持控制面板的研制
19. 基于双单片机冲床数控系统的研究
20. 基于CYGNAL单片机的在线间歇式浊度仪的研制
21. 基于单片机的喷油泵试验台控制器的研制
22. 基于单片机的软起动器的研究和设计
23. 基于单片机控制的高速快走丝电火花线切割机床短循环走丝方式研究
24. 基于单片机的机电产品控制系统开发
25. 基于PIC单片机的智能手机充电器
26. 基于单片机的实时内核设计及其应用研究
27. 基于单片机的远程抄表系统的设计与研究
28. 基于单片机的烟气二氧化硫浓度检测仪的研制
29. 基于微型光谱仪的单片机系统
30. 单片机系统软件构件开发的技术研究
31. 基于单片机的液体点滴速度自动检测仪的研制
32. 基于单片机系统的多功能温度测量仪的研制
33. 基于PIC单片机的电能采集终端的设计和应用
34. 基于单片机的光纤光栅解调仪的研制
35. 气压式线性摩擦焊机单片机控制系统的研制
36. 基于单片机的数字磁通门传感器
37. 基于单片机的旋转变压器-数字转换器的研究
38. 基于单片机的光纤Bragg光栅解调系统的研究
39. 单片机控制的便携式多功能乳腺治疗仪的研制
40. 基于C8051F020单片机的多生理信号检测仪
41. 基于单片机的电机运动控制系统设计
42. Pico专用单片机核的可测性设计研究
43. 基于MCS-51单片机的热量计
44. 基于双单片机的智能遥测微型气象站
45. MCS-51单片机构建机器人的实践研究
46. 基于单片机的轮轨力检测
47. 基于单片机的GPS定位仪的研究与实现
48. 基于单片机的电液伺服控制系统
49. 用于单片机系统的MMC卡文件系统研制
50. 基于单片机的时控和计数系统性能优化的研究
51. 基于单片机和CPLD的粗光栅位移测量系统研究
52. 单片机控制的后备式方波UPS
53. 提升高职学生单片机应用能力的探究
54. 基于单片机控制的自动低频减载装置研究
55. 基于单片机控制的水下焊接电源的研究
56. 基于单片机的多通道数据采集系统
57. 基于uPSD3234单片机的氚表面污染测量仪的研制
58. 基于单片机的红外测油仪的研究
59. 96系列单片机仿真器研究与设计
60. 基于单片机的单晶金刚石刀具刃磨设备的数控改造
61. 基于单片机的温度智能控制系统的设计与实现
62. 基于MSP430单片机的电梯门机控制器的研制
63. 基于单片机的气体测漏仪的研究
64. 基于三菱M16C/6N系列单片机的CAN/USB协议转换器
65. 基于单片机和DSP的变压器油色谱在线监测技术研究
66. 基于单片机的膛壁温度报警系统设计
67. 基于AVR单片机的低压无功补偿控制器的设计
68. 基于单片机船舶电力推进电机监测系统
69. 基于单片机网络的振动信号的采集系统
70. 基于单片机的大容量数据存储技术的应用研究
71. 基于单片机的叠图机研究与教学方法实践
72. 基于单片机嵌入式Web服务器技术的研究及实现
73. 基于AT89S52单片机的通用数据采集系统
74. 基于单片机的多道脉冲幅度分析仪研究
75. 机器人旋转电弧传感角焊缝跟踪单片机控制系统
76. 基于单片机的控制系统在PLC虚拟教学实验中的应用研究
77. 基于单片机系统的网络通信研究与应用
78. 基于PIC16F877单片机的莫尔斯码自动译码系统设计与研究
79. 基于单片机的模糊控制器在工业电阻炉上的应用研究
80. 基于双单片机冲床数控系统的研究与开发
81. 基于Cygnal单片机的μC/OS-Ⅱ的研究
82. 基于单片机的一体化智能差示扫描量热仪系统研究
83. 基于TCP/IP协议的单片机与Internet互联的研究与实现
84. 变频调速液压电梯单片机控制器的研究
85. 基于单片机γ-免疫计数器自动换样功能的研究与实现
86. 基于单片机的倒立摆控制系统设计与实现
87. 单片机嵌入式以太网防盗报警系统
88. 基于51单片机的嵌入式Internet系统的设计与实现
89. 单片机监测系统在挤压机上的应用
90. MSP430单片机在智能水表系统上的研究与应用
91. 基于单片机的嵌入式系统中TCP/IP协议栈的实现与应用
92. 单片机在高楼恒压供水系统中的应用
93. 基于ATmega16单片机的流量