操作系统编程进程或作业先来先服务、高优先权、按时间片轮转调度算法.docx

湖南农业大学科学技术师范学院
学 生 实 验 报 告

姓名： 汤黎波 年级专业班级 06级计算机教育班 日期 2008 年 12 月 8 日 成绩
课程名称
计算机操作系统
实验名称
编程进程或作业先来先服务、高优先权、按时间片轮转调度算法(4学时)
实验类型
验证 设计
综合 创新

【实验目的、要求】
实验目的：（1）通过编写程序实现进程或作业先来先服务、高优先权、按时间片轮转调度算法，使学生进一步掌握进程调度的概念和算法，加深对处理机分配的理解。
（2）了解Windows2000/XP中进程（线程）的调度机制。
（3）学习使用Windows2000/XP中进程（线程）调度算法，掌握相应的与调度有关的Win32 API函数。
实验要求：（1）经调试后程序能够正常运行。
（2）采用多进程或多线程方式运行，体现了进程或作业先来先服务、高优先权、按时间片轮转调度的关系。
（3）程序界面美观。
【实验内容】
在Windows XP、Windows 2000等操作系统下，使用C语言，利用相应的WIN32 API函数，编写程序实现进程或作业先来先服务、高优先权、按时间片轮转调度算法。

【实验环境】（含主要设计设备、器材、软件等）
Pc电脑一台
【实验步骤、过程】（含原理图、流程图、关键代码，或实验过程中的记录、数据等）
定义:  
1)先来先服务算法：如果早就绪的进程排在就绪队列的前面，迟就绪的进程排在就绪队列的后面，那么先来先服务（FCFS：first come first service）总是把当前处于就绪队列之首的那个进程调度到运行状态。
2)轮转法就是按一定时间片(记为q)轮番运行各个进程。如果q是一个定值，则轮转法是一种对各进程机会均等的调度方法。
3)优先级调度的基本思想是，把当前处于就绪队列中优先级最高的进程投入运行，而不管各进程的下一个CPU周期的长短和其他因素。
实验步骤： （1）需求分析：了解基本原理，确定程序的基本功能，查找相关资料，画出基本的数据流图；
（2）概要设计：确定程序的总体结构、模块关系和总体流程；
（3）详细设计：确定模块内部的流程和实现算法；
（4）上机编码和调试；
（5）运行测试；
（6）编写实验报告。

流程图：

（先来先服务流程图）

（高优先权流程图）

（按时间片轮转调度）

程序说明及实现:  
  1)先来先服务调度算法：
高响应比优先实现进程调度.(用C语言实现),
2) 优先级调度程序：  
  该程序由主程序、构造队列子程序、打印子程序、运行子程序构成。        
  3) 时间片轮转法程序：    
  在此程序中由于程序比较小，未进行分模块设计。直接采用单一模块。

1先来先服务
＃i nclude
float t,d; /*定义两个全局变量*/
struct /*定义一个结构体数组，包括进程的信息*/
{
int id;
float ArriveTime;
float RequestTime;
float StartTime;
float EndTime;
float RunTime;
float DQRunTime;
int Status;
}arrayTask[4]; /*定义初始化的结构体数组*/
GetTask()/*给结构体数组赋值，输入到达，服务时间*/
{ int i;
float a;
for(i=0;i<4;i++)
{arrayTask[i].id=i+1;
printf("input the number");
printf("input the the ArriveTime of arrayTask[%d]:",i); /*用户输入进程的时间，初始为零 */
scanf("%f",&a);
arrayTask[i].ArriveTime=a;
printf("input the RequestTime of arrayTask[%d]:",i);
scanf("%f",&a);
arrayTask[i].RequestTime=a;
arrayTask[i].StartTime=0;
arrayTask[i].EndTime=0;
arrayTask[i].RunTime=0;
arrayTask[i].Status=0; /*开始默认的标志位零*/
}
}
int fcfs() /*定义FCFS中寻找未执行的进程的最先到达时间*/
{
int i,j,w=0; /*在结构体数组中找到一个未执行的进程*/
for(i=0;i<4;i++)
{
if(arrayTask[i].Status==0)
{
t=arrayTask[i].ArriveTime;
w=1;
}
if(w==1)
break;
}
for(i=0;i<4;i++) /*查找数组中到达时间最小未执行的进程*/
{
if(arrayTask[i].ArriveTime<4;i++)
{
if (arrayTask[i].ArriveTime==t)
return i;
}
}
int sjf() /*定义FCFS中寻找未执行的进程的最先到达时间*/
{
int i,x=0,a=0,b=0; /*判断是不是第一个执行的进程*/
float g;
for(i=0;i<4;i++)
{
if(arrayTask[i].Status==1)
{g=arrayTask[i].EndTime;
x=1;
}
}
if(x==0) /*第一个执行的进程按FCFS*/
{
t=arrayTask[0].ArriveTime
for(i=0;i<4;i++)
{
if(arrayTask[i].ArriveTimeg)
g=arrayTask[i].EndTime;
}
for(i=0;i<4;i++)
{if(arrayTask[i].Status==0&& arrayTask[i].ArriveTime<=g)
{t=arrayTask[i].RequestTime;
ai;
b=1;} /*判断有没有进程在前个进程完成前到达*/
}
if(b!=0) /*有进程到达则按SJF*/
{for(i=0;i<4;i++)
{
if(arrayTask[i].Status==0&&arrayTask[i].ArriveTime<=g&&arrayTask[i].RequestTimeArriveTime;
}
for(i=0;i<4;i++)
{
if(arrayTask[i].Status==0&&arrayTask[i].ArriveTime处理的是第一个未执行的进程时执行*/
{
arrayTask[s].StartTime=arrayTask[s].ArriveTime;
arrayTask[s].EndTime=arrayTask[s].RequestTime+arrayTask[s].ArriveTime;
arrayTask[s].RunTime=arrayTask[s].RequestTime;
arrayTask[s].Status=1;
g=2;
}
if(g==1) /*当处理的不是第一个未执行的进程时执行*/
{
arrayTask[s].Status=1;
for(i=0;i<4;i++)
{
if(arrayTask[i].Status==1)
d=arrayTask[i].EndTime;
}
for(i=0;i<4;i++) /*查找最后执行的进程的完成时间*/
{
if(arrayTask[i].EndTime>d&&arrayTask[i].Status==1)
d=arrayTask[i].EndTime;
}
if(arrayTask[s].ArriveTimeime=arrayTask[s].ArriveTime;
arrayTask[s].EndTime=arrayTask[s].StartTime+arrayTask[s].RequestTime;
arrayTask[s].RunTime=arrayTask[s].EndTime-arrayTask[s].ArriveTime;
}
arrayTask[s].DQRunTime=arrayTask[s].RunTime/arrayTask[s].RequestTime;
}
Printresult(int j) /*定义打印函数*/
{
printf("%d\t",arrayTask[j].id);
printf("%5.2f\t",arrayTask[j].ArriveTime);
printf("%5.2f\t",arrayTask[j].RequestTime);
printf("%5.2f\t",arrayTask[j].StartTime);
printf("%5.2f\t",arrayTask[j].EndTime);
printf("%5.2f\t",arrayTask[j].RunTime);
printf("%5.2f\n",arrayTask[j].DQRunTime);
}
main()
{ int i,b,k,a,c=0;
int d[4];
clrscr();
printf("\t F. FCFS \n");
printf("\t S. SFJ  \n");
printf("\t Q. EXIT \n");
for(i=0;;i++)
{if(c)
break;
printf("please input the number a:\n");
scanf("%d",&a);
switch(a)
{
case Q: c=1;
break;
case F:printf("please input the different-ArriveTime of arrayTasks\n");
GetTask();
printf("*****************************the result of fcfs\n");
printf("Number\tArrive\tServer\tStart\tFinish\tTurnove\tTake power turnover time\n");
for(b=0;b<4;b++) /*调用两个函数改变结构体数的值*/
{
k=fcfs();
d[b]=k;
new(k);
}
for(b=0;b<4;b++)
Printresult(d[b]);/*调用打印函数打出结果*/
continue;
case S: printf("please input the different-RequestTime of arrayTasks\n");
GetTask();
printf("******************************the result of sjf\n");
printf("Number\tArrive\tRequest\tStart\tEnd\tRun\tDQRun time\n");
for(b=0;b<4;b++)
{
k=sjf();
d[b]=k;
new(k);
}
for(b=0;b<4;b++)
Printresult(d[b]);
continue;
default:printf("the number Error.please input another number!\n");
}
}
}
2 时间片轮转法：  
  #include"string.h"  
  #include   "stdio.h"  
  #include   "conio.h"  
  #include   "graphics.h"  
  #define   NULL   0  
  typedef   struct   quen       /*定义结构*/  
  {   char   pname[8];  
      int     time1;  
      int     time2;  
      char   state;  
      struct   quen   *next;  
  }   QUEN;  
  main()/*主程序*/  
            {  
                QUEN   *q,*p,*head,*m;  
                char   str[8],f;  
                int   t,d,n;  
                clrscr();  
  textmode(C80);  
  textbackground(0);  
  textcolor(15);  
  printf("Enter the maxnumber of nodes(n):\n");/*输入进程数*/  
  scanf("%d",&n);  
  d=n;  
  if(d>0)  
  {   printf("enter thepname:");  
    scanf("%s",str);  
    printf("enter   the   need   time:");  
    scanf("%d",&t);  
    head=p=(QUEN   *)malloc(sizeof(QUEN));  
    strcpy(p->pname,str);  
    p->time1=t;  
    p->time2=0;  
    p->state='R';  
    p->next=NULL;  
    head=p;  
    getchar();  
    --d;}  
  while(d>0)   {/*构建队列表*/  
    printf("enter   the   pname:");  

    scanf("%s",str);  
    printf("enter   need   time:");  
    scanf("%d",&t);  
    q=(QUEN   *)malloc(sizeof(QUEN));  
    strcpy(q->pname,str);  
    q->time1=t;  
    q->time2=0;  
    q->state='R';  
    q->next=NULL;  
    p->next=q;  
    p=q;  
  --d;  
  p->next=head;  
  q=head;}  
  printf("process name need time runned static\n");  
  do{   printf(" %s%d %d %c\n",q->pname,q->time1,q->time2,q->state);  
       q=q->next;  
      }while(q!=head);  
      printf("\n");  
  do{  

 if(head->time2time1)  
  {head->time2++;  
    if(head->time2==head->time1)  
      {   head->state='E';  
            q=head;  
            textbackground(0);  
            printf("The running process is %s\n",q->pname);  
            printf("process name left time runned static\n");  
        do{   textcolor(15);  
  /*输入队列表*/  
        printf(" %s %d %d %c\n",q->pname,q->time1,q->time2,q->state);  
  q=q->next;}  
  while(q!=head);  
        printf("\n");  
        head=head->next;  
        q=head;  
        p->next=head;  
         }  
    else{  
    printf("The running process is %s\n",q->pname)  
      printf("process name left time runned static\n");  
      do {  
            printf(“%s%d%d %c\n",q->pname,q->time1,q->time2,q->state);  
              q=q->next;}while(q!=head);  
              printf("\n");  
              head=head->next;  
              q=head;  
              p=p->next;}  

    printf("Is it needing new process?(y or n)\n");/*是否加入新的进程*/  
        getchar();  
        scanf("%c",&f);  
    if(f=='Y'||f=='y'){  
        getchar();  
        printf("Enter the new pname:");  
        scanf("%s",str);  
        printf("Enter the new neededtime:");  
        scanf("%d",&t);  
    m=(QUEN   *)malloc(sizeof(QUEN));  
    strcpy(m->pname,str);  
    m->time1=t;  
    m->time2=0;  
    m->state='R';  
    m->next=NULL;  
  if(q->next->state=='E')  
        {p=m;  
          head=m;  
          p->next=head;  
  q=head;}  
  else{p->next=m;  
          m->next=head;  
          p=m;}}  
  }}while(q->next->state!='E');  
        printf("The processes are finished\n");  
  }  
 3优先级调度方法：  
  #include      
  #include   "conio.h"  
  typedef   struct   pcb/*定义结构*/  
          {char name[5];  
            struct pcb *next;  
            int   needtime;  
            int   priority;  
            char state[5];  
          }NODE;  

  NODE  *create_process(int   n)/*创建队列*/  
        {NODE     *head,*s,*t;  
          int   time,i=0,j;  
          char     pname[5];  
          head=(NODE   *)malloc(sizeof(NODE));  
          printf("please   input   process   name:");  
          scanf("%s",pname);  
          strcpy(head->name,pname);  
          printf("please   input   need   time:");  
          scanf("%d",&time);  
          head->needtime=time;  
          printf("please   input   priority:");  
          scanf("%d",&j);  
          head->priority=j;  
          strcpy(head->state,"ready");  
          head->next=NULL;  
          t=head;  
          for(i=1;illoc(sizeof(NODE));  
  printf("please input process name:");  
  getchar();  
  gets(pname);  
  strcpy(s->name,pname);  
  printf("please input need time:");  
  canf("%d",&time);  
  s->needtime=time;  
  printf("please input priority:");  
  scanf("%d",&j);  
  s->priority=j;  
  strcpy(s->state,"ready");  
  s->next=NULL;  
   t->next=s;  
  t=s;  
      }  
   return  head;  
      }  
  pri_process(NODE *p)/*输出进程队列*/  
      {int   i;  
        NODE  *q;  
        q=p->next;  
        printf("\n name\tneedtime\tpriority \t state\n");  
        while(q!=NULL)  
            {printf("%5s\t %2d \t %2d \t %5s \n",  
      q->name,q->needtime,q->priority,q->state);  
              q=q->next;  
            }  
      }  
  NODE   *order(NODE   head_sort)/*对进程的优先级进行排序*/  
    {NODE   *p,*s,*q,*head,*r,*t;  
      int     m,pr;  
      char     name[5];  
      head=head_sort;  
      p=head->next;  
      r=p;  
      t=p;  
      q=p->next;  
      while(r!=NULL)  
        {   while(q!=NULL)  
            {if(p->prioritypriority)  
  {m=p->priority;  
    p->priority=q->priority;  
    q->priority=m;  
    strcmp(name,p->name);  
    strcmp(p->name,q->name);  
    strcmp(q->name,name);  
    pr=p->needtime;  
    p->needtime=q->needtime;  
    q->needtime=pr;  
  }  
              p=q;  
              q=q->next;  
            }  
            r=r->next;  
            p=t;  
            q=p->next;  
        }  
      return(head_sort);  
  }  
  main()/*主程序*/  
  {     NODE   *p=NULL,*head=NULL,*m=NULL,*z=NULL,*n=NULL;  
        int   j,time,x=0;  
        char   c,pname[5];  
        clrscr();  
        printf("please input process number!");  
        scanf("%d",&x);  
        p=create_process(x);  
        head->next=p;  
        pri_process(head);  
        getchar();  
        while(x>0)  
            { order(head);  
  m=head->next;  
  strcpy(m->state,"run");  
  if(m->priority>=2)  
        m->priority--;  
        m->needtime--;  
  if(head->next!=NULL)  
        pri_process(head);  
  if(m->needtime==0)  
    {   head->next=m->next;  
          printf("%s   has   finished\n",m->name);  
          free(m);  
        x--;  
    }  
          getchar();     }  
          textmode(C80);  
          textbackground(0);  
          textcolor(4);  
          printf("over!");  
          getchar();  
  }  
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【实验结果或总结】（对实验结果进行相应分析，或总结实验的心得体会，并提出实验的改进意见）
通过做本实验，让我对进程或作业先来先服务、高优先权、按时间片轮转调度算法以及进程调度的概念和算法，有了更深入的认识！初步理解了操作系统对于作业处理的基本思想！对于时间片轮转法的处理要比优先级调度算法的理解要深。在实验的过程中遇到了很多困难，感谢同学们的帮助。

指导教师签名：

20 年 月 日
【备注】