操作系统--时间片轮转法进行CPU调度[1]
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目录
一、设计目的 (1)
二、设计内容 (2)
三、设计原理 (3)
四、算法实现 (4)
五、流程图 (5)
六、源程序 (6)
七、运行示例及结果分析 (11)
八、心得体会 (13)
九、参考资料 (14)
时间片轮转法进行CPU调度
一、设计目的
进程调度是处理机管理的核心内容。本设计要求用高级语言编写和调试一个简单的进程调度程序。通过本实验可以加深理解有关进程控制块、进程队列的概念，并体会和了解优先权调度算法和时间片轮转调度算法的具体实施办法。并通过课程设计，让我们更好的掌握操作系统的原理以及实现方法，加深对操作系统基础理论和重要算法的理解，加强我们自身的动手能力。
在多道程序或多任务系统中，系统同时处于就绪状态的进程有若干个，为了使系统中的各进程能有条不紊的进行，选择某种调度策略，以选择一进程占用处理机因此使用时间片轮转算法模拟单处理机调度。
系统将所有的就绪进程按先来先服务的原则排成一个队列，每次调度时，把CPU分配给队首进程，并令其执行一个时间片。时间片的大小从几MS到几百MS。当执行的时间片用完时，由一个计时器发出时钟中断请求，调度程序便据此信号来停止该进程的执行，并将它送往就绪队列的末尾；然后再把处理机分配给就绪队列中的新的队首进程，同时也让他执行一个时间片。这样就可以保证就绪队列中的所有进程在一给定的时间内均能获得一时间片的处理机执行时间。换言之，系统能在给定时间内相应所有用户的请求。
四、算法实现
每个程序用一个进程控制块PCB来代表。PCB代表：进程名、链接指针、到达时间、估计运行时间和进程状态。其中进程名既进程标识。链接指针之处下一个到达进程的进程控制块地址，按照进程到达的顺序排队，统设置一个队头和队尾指针分别指向第一个和最后一个进程，新生成的进程放队尾。设计者任意指定一个运行时间，进程创建时用户指定到达时间，调度时，总是选择到达时间最早的进程。进程有就绪和完成状态，进程一创建就处于就绪状态，用R表示，一个程序运行结束时，就将其设置为完成状态，用C表示。
用户为每个程序设定一个要求运行时间和到达时间。按照进程到达的先后顺序排成一个循环队列，再设一个队首指针指向第一个到达进程的首址。进程运行一次后，以后的调度则将当前指针依次下移一个位置，指向下一个进程，即调整当前运行指针指向该进程的链接指针所指进程，以指示运行进程。同时判断该进程剩余运行时间是否为零，不为零则等待下一轮的运行；若该进程的剩余运行时间为零，则该进程完成，状态为C，并退出循环队列。若就绪队列不为空，则重复以上步骤直到所有进程都运行完为止。
五、流程图
六、源程序
#include
#include
#include
char X;
int start;
typedef struct{
char name[20];
int arrtime;
int runtime;
}DataType;
typedef struct node{
DataType pcb;
struct node *next;
}ListNode;
typedef ListNode *LinkList;
LinkList head;
void create_insert_LinkList(int f1)
{
ListNode *p,*p1,*p2;
p=(ListNode*)malloc(sizeof(ListNode));
head=p;
p->next=NULL;
while(f1>0)
{
p=(ListNode*)malloc(sizeof(ListNode));
cout<<"请输入以下数据：\n";
cout<<"进程名到达时间运行时间:";
cin>>p->https://www.wendangku.net/doc/5517663033.html,>>p->pcb.arrtime>>p->pcb.runtime;
cout< p->next=NULL; p1=head; p2=p1->next; while(p2!=NULL&&p2->pcb.arrtime { p1=p2; p2=p2->next; } p1->next=p; p->next=p2; f1=f1-1; } } void pcb_LinkList(int f2) { LinkList H; ListNode *rear,*p,*q; int T,t,time,m,n; p=(ListNode*)malloc(sizeof(ListNode)); p=NULL; H=p; cout<<"请输入时间片大小："; cin>>T; t=T; H=head->next; head->next=head->next->next; rear=H; rear->next=NULL; time=H->pcb.arrtime; while(f2!=0) { n=0; while(t!=0) { t=t-1; time=time+1; if(head->next!=NULL) { if(head->next->pcb.arrtime<=time) { if(H==NULL) { H=head->next; head->next=head->next->next; rear=H; rear->next=NULL; } else { rear->next=head->next; head->next=head->next->next; rear=rear->next; rear->next=NULL; } } } if(H!=NULL) { H->pcb.runtime=H->pcb.runtime-1; m=1;//该进程有被执行 n=n+1; if(H->pcb.runtime==0)//该进程服务完，从执行队列中删除 { cout<<"在第"< cout<<"进程名"< cout< H=H->next; f2=f2-1; m=0;//新的队首未被执行； n=0; } } } if(m==1) { cout<<"在第"< cout<<"进程名"< cout< } if(H==NULL) { if(head->next!=NULL)time=head->next->pcb.arrtime; } else { if(H->next!=NULL&&m==1&&n==T)//把未完成的进程插入到执行队列的队末 { q=H; H=H->next; rear->next=q; rear=rear->next; rear->next=NULL; } } t=T; } } /******************菜单函数****************/ void Menu() { /***************菜单选项************/ char menu; cout<<” -----------------------------------------------------------------”< cout<<” || ||”< cout<<” || ||”< cout<<” || ** 欢迎使用时间片轮转算法系统** ||”< cout<<” || ||”< cout<<” || ||”< cout<<” || 菜单选项: ||”< cout<<” || ||”< cout<<” || 时间片轮转调度(Y/y) ||”< cout<<” || ||”< cout<<” || 退出(Q/q) ||”< cout<<” || ||”< cout<<” || 班级：08计本(2) ||”< cout<<” || 姓名：蔡春雨||”< cout<<” || 学号：080303201 ||”< cout<<" -----------------------------------------------------------------"< cout<<" 请输入您的选择："< cin>>X; switch(X) //菜单选项 { case 'Y': case 'y': start=1; system("cls"); cout<<" ****时间片轮转调度算法**** "< break; case 'q': case 'Q': exit(0); break; default: cout<<"输入错误!按任意键退出!"< break; } } void main() { system("color F4");//改变背景色和字体颜色 Menu(); int f; cout<<"请输入进程个数:"; cin>>f; create_insert_LinkList(f); pcb_LinkList(f); cout<<"运行完毕"< cout<<" --------------谢谢您使用时间片轮转算法系统----------------------"< cout<<" -------------------------蔡春雨---------------------------------"< cout<<" -----------------------080303201--------------------------------"< } 七、运行示例及结果分析 八、心得体会 为期一周半的课程设计结束了，这次课程设计是对学习《操作系统》的一次综合考察，锻炼我们综合分析问题、解决问题的能力。试验过程中遇到好多的难题，比如在这一周半时间里有三门考试，都没有什么时间来做课程设计，考试结束都礼拜3了，其实只有礼拜四一天的时间。一天的时间做一个课程设计也真是勉为其难。这就不免会到网上寻求答案。 这次课程设计是用C++语言编写，C++已经有一年半没摸了，在试验过程中再次捧起C++的课本和资料。在和同学的合作和自己努力下，终于把试验给搞定。虽然还有代码看不明白。但我相信如果给我一周半时间我肯定能把时间片轮转算法给搞定。 总的说来知识上的收获很是重要，精神上的丰收也是更加可喜的，让我知道了学无止境的道理。我们每一个人永远不能满足于现有的成就，人生就像在爬山，一座山峰的后面还有更高的山峰在等着你。挫折是一份财富，经历是一份拥有。这次课程设计必将成为我人生旅途上一个非常美好的回忆。 九、参考资料 [1].汤小丹，梁红兵，哲凤屏，汤子瀛。《计算机操作系统（第三版）》。西安电子科技大学出版社，2007 [2].张丽芬，刘利雄，王全玉。《操作系统实验教程》。清华大学出版社，2006 [3].谭浩强。《C++程序设计》。清华大学出版社，2006 《操作系统》课程实验报告实验名称：时间片轮转调度算法 班级：**************** 学号：************* 姓名：************** 指导老师：*************** 成绩： 一、实验目的： 1、测试数据可以随即输入或从文件中读入。 2、必须要考虑到进程的到达时间 3、最终能够计算每一个进程的周转时间的带权周转时间。 4、时间片大小可以不为1，但至少实现时间片大小为1的RR调度。 二、实验内容： 模拟实现时间片轮转调度算法，具体如下： 设置进程体：进程名，进程的到达时间，服务时间，，进程状态（W——等待,R ——运行,F——完成），进程间的链接指针 进程初始化：由用户输入进程名、服务时间进行初始化，同时，初始化进程的状态为W。 显示函数：在进程调度前、调度中和调度后进行显示。 排序函数：对就绪状态的进程按照进入就绪队列的时间排序，新到达的进行应优先于刚刚执行过的进程进入就绪队列的队尾。 调度函数：每次从就绪队列队首调度优一个进程执行，状态变化。并在执行一个时间片后化，服务时间变化，状态变化。当服务时间为0时，状态 变为F。 删除函数：撤销状态为F的进行。 三、实验代码 #include 实验一处理器调度 一、实验容 选择一个调度算法，实现处理器调度。 二、实验目的 在采用多道程序设计的系统中，往往有若干个进程同时处于就绪状态。当就绪进程个数大于处理器数时，就必须依照某种策略来决定哪些进程优先占用处理器。本实习模拟在单处理器情况下的处理器调度，帮助学生加深了解处理器调度的工作。 三、实验题目 设计一个按时间片轮转法实现处理器调度的程序。 [提示]： (1)假定系统有五个进程，每一个进程用一个进程控制块PCB来代表。进程控制块的 格式为： 其中，Q1，Q2，Q3，Q4，Q5。 指针——进程按顺序排成循环队列，用指针指出下一个进程的进程控制块的首地址最后一个进程的指针指出第一个进程的进程控制块首地址。 要求运行时间——假设进程需要运行的单位时间数。 已运行时间——假设进程已经运行的单位时间数，初始值为“0”。 状态——有两种状态，“就绪”和“结束”，初始状态都为“就绪”，用“R”表示。 当一个进程运行结束后，它的状态为“结束”，用“E”表示。 (2) 每次运行所设计的处理器调度程序前，为每个进程任意确定它的“要求运行时间”。 (3) 把五个进程按顺序排成循环队列，用指针指出队列连接情况。另用一标志单元记录轮到运行的进程。例如，当前轮到P2执行，则有： 标志单元 K1 K2 K 3 K4 K5 (4)处理器调度总是选择标志单元指示的进程运行。由于本实习是模拟处理器调度的 功能，所以，对被选中的进程并不实际的启动运行，而是执行： 已运行时间+1 来模拟进程的一次运行，表示进程已经运行过一个单位的时间。 请同学注意：在实际的系统中，当一个进程被选中运行时，必须置上该进程可以运行的时间片值，以及恢复进程的现场，让它占有处理器运行，直到出现等待事件或运行满一个时间片。在这时省去了这些工作，仅用“已运行时间+1”来表示进程已 经运行满一个时间片。 (5)进程运行一次后，应把该进程的进程控制块中的指针值送到标志单元，以指示下一 个轮到运行的进程。同时，应判断该进程的要求运行时间与已运行时间，若该进程的要求运行时间 已运行时间，则表示它尚未执行结束，应待到下一轮时再运行。若该进程的要求运行时间=已运行时间，则表示它已经执行结束，应指导它的状态修改成“结束”（E）且退出队列。此时，应把该进程的进程控制块中的指针值送到前 面一个进程的指针位置。 (6)若“就绪”状态的进程队列不为空，则重复上面的（4）和（5）的步骤，直到所有 的进程都成为“结束”状态。 (7)在所设计的程序中应有显示或打印语句，能显示或打印每次选中进程的进程名以及 运行一次后进程队列的变化。 (8)为五个进程任意确定一组“要求运行时间”，启动所设计的处理器调度程序，显示 或打印逐次被选中的进程名以及进程控制块的动态变化过程。 四. 所用数据结构及符号说明 typedef struct PNode//PCB { struct PNode *next; //定义指向下一个节点的指针 char name[10]; //定义进程名，并分配空间 int All_time; //定义总运行时间 int Runed_Time; //定义已运行时间 char state; //定义进程状态Ready/End } *Proc; //指向该PCB的指针 int ProcNum; //总进程数 #include 一、实验目的 （1）在单处理器情况下按时间片轮转算法实现处理器调度，输出运行动态变化过程。 （2）通过算法的实现加深了解处理器调度的工作。 二、实验内容 输入实现处理器调度的几个进程信息，任意确定一组“要求运行时间”，启动所设计的处理器调度程序，显示逐次被选中进程的进程名以及进程控制块的动态变化过程。 三、实验步骤 1、任务分析： 时间片轮转的主要思想就是按顺序为每一个进程一次只分配一个时间片的时间。算法要完成的功能就是将各个进程按照时间片轮转运行的动态过程显示出来。时间片轮转算法的主要实现过程是首先为每一个进程创建一个进程控制块，定义数据结构，说明进程控制块所包含的内容，有进程名、进程所需运行时间、已运行时间和进程的状态以及指针的信息。实现的过程即运用指针指向某一个进程，判断当前的进程是否是就绪状态“r”，如果是，则为该进程分配一个时间片，同时，已运行时间加一且要求运行的时间减一，如此循环执行，当某一个进程的所需要运行的时间减少至0时，则将该进程的状态设置为“e”。然后，将指针指向下一个未运行完成的进程，重复判断，直至所有的进程都运行结束。 2、概要设计： （1）所用数据结构及符号说明 typedef struct PCB{ char name[10]; //进程名 struct PCB *next; //循环链指针 int need_time; //要求运行时间 int worked_time; //已运行时间，初始为0 char condition; //进程状态，只有“就绪”和“结束”两种状态 int flag; //进程结束标志，用于输出 }PCB; PCB *front,*rear; //循环链队列的头指针和尾指针 int N; //N为进程数 （2）主程序的流程图： 武汉理工大学华夏学院课程设计报告书 课程名称：操作系统原理 题目：时间片轮转进程调度模拟算法的实现系名：信息工程系 专业班级：计算机1132班 姓名：李杰 学号： 10210413209 指导教师: 司晓梅 2015年 6 月 26日 武汉理工大学华夏学院信息工程系 课程设计任务书 课程名称：操作系统原理课程设计指导教师：司晓梅 班级名称：计算机1131-2 开课系、教研室：自动化与计算机 一、课程设计目的与任务 操作系统课程设计是《操作系统原理》课程的后续实践课程，旨在通过一周的实践训练， 加深学生对理论课程中操作系统概念，原理和方法的理解，加强学生综合运用操作系统原理、 Linux系统、C语言程序设计技术进行实际问题处理的能力，进一步提高学生进行分析问题 和解决问题的能力，包含系统分析、系统设计、系统实现和系统测试的能力。 学生将在指导老师的指导下，完成从需求分析，系统设计，编码到测试的全过程。 二、课程设计的内容与基本要求 1、课程设计题目 时间片轮转进程调度模拟算法的实现 2、课程设计内容 用c/c++语言实现时间片轮转的进程调度模拟算法。要求： 1．至少要有5个以上进程 2．进程被调度占有CPU后，打印出该进程正在运行的相关信息 提示: 时间片轮转调度算法中，进程调度程序总是选择就绪队列中的第一个进程，也就是说按照先来先服务原则调度，但一旦进程占用处理机则仅使用一个时间片。在使用完一个时间片后，进程还没有完成其运行，它必须释放出处理机给下一个就绪的进程，而被抢占的进程返回到就绪队列的末尾重新排队等待再次运行。 1）进程运行时，只打印出相关提示信息，同时将它已经运行的时间片加1就可以了。 2）为进程设计出PCB结构。PCB结构所包含的内容，有进程名、进程所需运行时间、已运行时间和进程的状态以及指针的信息等。 3、设计报告撰写格式要求： 1设计题目与要求 2 设计思想 3系统结构 4 数据结构的说明和模块的算法流程图 5 使用说明书（即用户手册）：内容包含如何登录、退出、读、写等操作说明 6 运行结果和结果分析（其中包括实验的检查结果、程序的运行情况） xx大学操作系统实验报告 姓名：学号：班级： 实验日期： 实验名称：时间片轮转RR进程调度算法 实验二时间片轮转RR进程调度算法 1.实验目的：通过这次实验，理解时间片轮转RR进程调度算法的运行原理，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。 2.需求分析 (1) 输入的形式和输入值的范围； 输入：进程个数n 范围：0 (4) 测试数据，包括正确的输入及其输出结果和含有错误的输入及其输出结果。正确输入： 错误输入： 2、概要设计 所有抽象数据类型的定义： static int MaxNum=100 int ArrivalTime //到达时间 int ServiceTime //服务时间 int FinishedTime //结束时间 int WholeTime //周转时间 double WeightWholeTime //带权周转时间double AverageWT //平均周转时间double AverageWWT //平均带权周转时间主程序的流程: 变量初始化 采用时间片轮转算法调度程序 学号： 姓名： 专业： 指导教师： 日期： 目录 一、需求分析 (3) 1、设计要求： (3) 2、解决方案： (3) 二、课程设计简介 (4) 1、课程设计题目 (4) 2、课程设计目的 (4) 3、课程设计内容 (4) 4、时间安排 (4) 三、概要设计 (4) 1、基本原理 (4) 2、算法思想设计 (5) 3、数据结构及模块说明： (5) 四、主要函数及其说明 (6) 五、调试分析 (7) 1、调试过程及步骤 (7) 2、结果分析（以三个进程数为例） (8) 六、总结及参考文献 (9) 1、总结： (9) 2、参考文献 (9) 附录：程序源代码 (9) 一、需求分析 1、设计要求： 在多道程序或多任务系统中，系统同时处于就绪状态的进程有若干个。为了使系统中各进程能有条不紊地进行，必须选择某种调度策略，以选择一进程占用处理机。要求用时间片轮转算法模拟单处理机调度，以巩固和加深处理机调度的概念。 2、解决方案： （1）、假设系统有5个进程，每个进程用一个进程控制块PCB来表示。PCB包括：进程名、链接指针、到达时间、估计运行时间和进程状态。其中，进程名即进程标识。链接指针指出下一个到达进程的进程控制块地址，按照进程到达的顺序排队，统设置一个队头和队尾指针分别指向第一个和最后一个进程，新生成的进程放队尾。估计运行时间：可由设计者任意指定一个时间值。到达时间：进程创建时的系统时间或由用户指定，调度时，总是选择到达时间最早的进程。进程状态：为简单起见，假定进程有三种状态，就绪、等待和完成，并假定进程一创建就处于就绪状态，用R表示，当一个进程运行结束时，就将其置成完成状态，用F表示。当一个进程未运行完成并且时间片不足时，就将其置成等待状态，用W表示。 （2）、为每个进程任意确定一个要求运行时间和到达时间。 （3）、按照进程到达的先后顺序排成一个循环队列。再设一队首指针指向第一个到达进程的首址。 （4）、执行处理机调度时，开始选择队首的第一个进程运行。另外再设一个当前运行进程的指针，指向当前正运行进程。 （5）、由于本实验是模拟实验，所以对被选中进程并不实际启动运行，而只是执行： a）、估计运行时间减时间片长度； b）、输出当前运行进程的名字。用这两个操作来模拟进程的一次运行（即一个时间片）。 （6）、进程运行一次后，以后的调度则将当前指针依次下移一个位置，指向下一个进程，即调整当前运行指针指向该进程的链接指针所指进程，以指示应运行进程。同时还应判断该进程的剩余运行时间是否为零。若不为零，则等待下一轮的运行；若该进程的剩余运行时间为零，则将该进程的状态置为完成状态F，并退出循环队列插入完成队列。 （7）、若就绪队列不空，则重复上述（5）和（6）步骤直到所有进程都运行完为止。 （8）、在所有设计的调度程序中，应包含显示或打印语句，以便显示或打印每次选中进程的名称及运行一次后队列的变化情况。 #include "stdio.h" #include "stdlib.h" #include "string.h" typedef struct node { char name[10]; /*进程标识符*/ int prio; /*进程优先数*/ int round; /*进程时间轮转时间片*/ int cputime; /*进程占用CPU时间*/ int needtime; /*进程到完成还要的时间*/ int count; /*计数器*/ char state; /*进程的状态*/ struct node *next; /*链指针*/ }PCB; PCB *finish,*ready,*tail,*run; /*队列指针*/ int N; /*进程数*/ /*将就绪队列中的第一个进程投入运行*/ firstin() { run=ready; /*就绪队列头指针赋值给运行头指针*/ run->state='R'; /*进程状态变为运行态*/ ready=ready->next; /*就绪对列头指针后移到下一进程*/ } /*标题输出函数*/ void prt1(char a) if(toupper(a)=='P') /*优先数法*/ printf(" name cputime needtime priority state\n"); else printf(" name cputime needtime count round state\n"); } /*进程PCB输出*/ void prt2(char a,PCB *q) { if(toupper(a)=='P') /*优先数法的输出*/ printf(" %-10s%-10d%-10d%-10d %c\n",q->name, q->cputime,q->needtime,q->prio,q->state); else/*轮转法的输出*/ printf(" %-10s%-10d%-10d%-10d%-10d %-c\n",q->name, q->cputime,q->needtime,q->count,q->round,q->state); } /*输出函数*/ void prt(char algo) { PCB *p; prt1(algo); /*输出标题*/ if(run!=NULL) /*如果运行指针不空*/ prt2(algo,run); /*输出当前正在运行的PCB*/ p=ready; /*输出就绪队列PCB*/ while(p!=NULL) { prt2(algo,p); p=p->next; 一、目得与要求?进程调度就是处理机管理得核心内容。本实验要求用高级语言编写模拟进程调度程序,以便加深理解有关进程控制快、进程队列等概念，并体会与了解优先数算法与时间片轮转算法得具体实施办法。 二、实验内容 1、设计进程控制块PCB得结构,通常应包括如下信息: 进程名、进程优先数(或轮转时间片数）、进程已占用得CPＵ时间、进程到完成还需要得时间、进程得状态、当前队列指针等。 2、编写两种调度算法程序: 优先数调度算法程序?循环轮转调度算法程序 3、按要求输出结果。?三、提示与说明 分别用两种调度算法对伍个进程进行调度。每个进程可有三种状态;执行状态(ＲUN)、就绪状态(ＲEＡDY,包括等待状态)与完成状态(ＦＩＮＩSH）,并假定初始状态为就绪状态。?(一）进程控制块结构如下：?ＮAＭE——进程标示符ＰRIO／ＲＯＵNＤ——进程优先数／进程每次轮转得时间片数（设为常数2)? CPUTIME——进程累计占用CPU得时间片数? NEEDTＩME——进程到完成还需要得时间片数 SＴＡTE——进程状态?ＮEXT——链指针?注: １、为了便于处理，程序中进程得得运行时间以时间片为单位进行计算; 2、各进程得优先数或轮转时间片数,以及进程运行时间片数得初值,均由用户在程序运行时给定。?(二)进程得就绪态与等待态均为链表结构，共有四个指针如下:? RUＮ——当前运行进程指针 RＥADY——就需队列头指针 TAIＬ——就需队列尾指针 FINISＨ——完成队列头指针 1、在优先数算法中,进程优先数得初值设为： (三)程序说明? 50－NEEDＴIME?每执行一次,优先数减1，CＰU时间片数加１,进程还需要得时间片数减1。 在轮转法中,采用固定时间片单位（两个时间片为一个单位),进程每轮转一次,CP 时间片轮转算法和优先级调度算法C语言模拟实现收藏 一、目的和要求 进程调度是处理机管理的核心内容。本实验要求用高级语言编写模拟进程调度程序，以便加深理解有关进程控制快、进程队列等概念，并体会和了解优先数算法和时间片轮转算法的具体实施办法。 二、实验内容 1.设计进程控制块PCB的结构，通常应包括如下信息： 进程名、进程优先数（或轮转时间片数）、进程已占用的CPU时间、进程到完成还需要的时间、进程的状态、当前队列指针等。 2.编写两种调度算法程序： 优先数调度算法程序 循环轮转调度算法程序 3.按要求输出结果。 三、提示和说明 分别用两种调度算法对伍个进程进行调度。每个进程可有三种状态；执行状态（R UN）、就绪状态（READY,包括等待状态）和完成状态（FINISH），并假定初始状态为就绪状态。 （一）进程控制块结构如下： NAME——进程标示符 PRIO/ROUND——进程优先数/进程每次轮转的时间片数（设为常数2） CPUTIME——进程累计占用CPU的时间片数 NEEDTIME——进程到完成还需要的时间片数 STATE——进程状态 NEXT——链指针 注： 1.为了便于处理，程序中进程的的运行时间以时间片为单位进行计算； 2.各进程的优先数或轮转时间片数，以及进程运行时间片数的初值，均由用户在程序运行时给定。 （二）进程的就绪态和等待态均为链表结构，共有四个指针如下： RUN——当前运行进程指针 READY——就需队列头指针 TAIL——就需队列尾指针 FINISH——完成队列头指针 （三）程序说明 1. 在优先数算法中，进程优先数的初值设为： 50-NEEDTIME 每执行一次，优先数减1，CPU时间片数加1，进程还需要的时间片数减1。 在轮转法中，采用固定时间片单位（两个时间片为一个单位），进程每轮转一次，CPU时间片数加2，进程还需要的时间片数减2，并退出CPU，排到就绪队列尾，等待下一次调度。 2. 程序的模块结构提示如下： 整个程序可由主程序和如下7个过程组成： （1）INSERT1——在优先数算法中，将尚未完成的PCB按优先数顺序插入到就绪队列中； （2）INSERT2——在轮转法中，将执行了一个时间片单位（为2），但尚未完成的进程的PCB，插到就绪队列的队尾； （3）FIRSTIN——调度就绪队列的第一个进程投入运行； （4）PRINT——显示每执行一次后所有进程的状态及有关信息。 （5）CREATE——创建新进程，并将它的PCB插入就绪队列； （6）PRISCH——按优先数算法调度进程； （7）ROUNDSCH——按时间片轮转法调度进程。 主程序定义PCB结构和其他有关变量。 （四）运行和显示 程序开始运行后，首先提示：请用户选择算法，输入进程名和相应的NEEDTIM E值。 每次显示结果均为如下5个字段： name cputime needtime priority state 注： 进程时间片轮转调度算法 一、实验题目： 进程时间片轮转调度算法 二、实验原理： 在多道程序系统中，一个作业被提交后必须经过处理机调度后，方能获得处理机执行。对调度的处理又都可采用不同的调度方式和调度算法。调度算法是指：根据系统的资源分配策略所规定的资源分配算法。 三、实验目的： 1、加深对进程概念的理解，明确进程和程序的区别。 2、深入系统如何组织进程、创建进程。 3、进一步认识如何实现处理器调度。 4、通过对进程调度算法的设计，深入理解进程调度的原理。 5、加深对时间片轮转调度算法的理解。 四、实验要求： 用C语言编写程序完成单处理机的进程调度，要求采用时间片轮转调度算法。实验具体要求包括：首先确定作业控制块的内容和组成方式；然后完成作业调度；最后编写主函数，并对所做工作进行测试。 五、运行结果 时间片大小为1时（q=1）： 时间片大小为4时（q=4）： 六、代码 #include"stdafx.h" #include typedef int QlemTypeInt; typedef int Status; typedef struct QNode { QlemTypeChar data; QlemTypeInt timeArrive = 0; QlemTypeInt timeService = 0; QlemTypeInt timeCount = 0; QlemTypeInt runCount = 0; QlemTypeInt timeFinal = 0; //完成时间 QlemTypeInt timeRound = 0; //周转时间 float timeRightRound = 0; //带权周转时间 QlemTypeChar proState = 'W'; //进程的状态，W——就绪态，R——执行态，F——完成态struct QNode *next; //链表指针 }QNode, *QueuePtr; typedef struct{ QueuePtr front; //队头指针 QueuePtr rear; //队尾指针 }LinkQueue; Status InitQueue(LinkQueue &Q){ Q.front = Q.rear = (QueuePtr)malloc(sizeof(QNode)); if(!Q.front) exit(OVERFLOW); Q.front->next = NULL; 淮海工学院计算机工程学院实验报告书 课程名：《计算机操作系统》 题目：时间片循环轮转调度 班级：软件081班 学号： 6 姓名：陈点点 ? (4) 处理器调度总是选择标志单元指示的进程运行。由于本实验是模拟处理器调度的功能，所以，对被选中的进程并不实际的启动运行，而是执行： 已运行时间+1 来模拟进程的一次运行，表示进程已经运行过一个单位的时间。 请注意：在实际的系统中，当一个进程被选中运行时，必须置上该进程可以运行的时间片值，以及恢复进程的现场，让它占有处理器运行，直到出现等待事件或运行满一个时间片。在这时省去了这些工作，仅用“已运行时间+1”来表示进程已经运行满一个时间片。 (5) 进程运行一次后，应把该进程的进程控制块中的指针值送到标志单元，以指示下一个轮到运行的进程。同时，应判断该进程的要求运行时间与已运行时间，若该进程的要求运行时间 已运行时间，则表示它尚未执行结束，应待到下一轮时再运行。若该进程的要求运行时间=已运行时间，则表示它已经执行结束，应指导它的状态修改成“结束”（E）且退出队列。此时，应把该进程的进程控制块中的指针值送到前面一个进程的指针位置。 (6) 若“就绪”状态的进程队列不为空，则重复上面的（4）和（5）的步骤，直到所有的进程都成为“结束”状态。 (7) 在所设计的程序中应有显示或打印语句，能显示或打印每次选中进程的进程名以及运行一次后进程队列的变化。 (8) 为五个进程任意确定一组“要求运行时间”，启动所设计的处理器调度程序，显示或打印逐次被选中的进程名以及进程控制块的动态变化过程。 五、流程图与源程序 int ProcNum; // 总进程个数 // 初始化就绪队列 void InitPCB(Proc &H) { cout<<"请输入总进程个数: "; cin>>ProcNum; // 进程总个数 int Num=ProcNum; H=(Proc)malloc(sizeof(PNode)); // 建立头节点 H->next=NULL; Proc p=H; //定义一个指针 cout<<"总进程个数为 "< 操作系统课程设计报告课程设计题目：基于时间片轮转法调度算法模拟 姓名： 学号： 专业：计算机科学与技术 班级： 指导教师：小辉 2013 年1月11日 目录 一.课程设计目的与内容 (1) 二.任务分析 (2) 三.概要分析 (3) 四.详细设计 (4) 五.运行结果 (6) 六.总结 (7) 七.附录 (8) 八.评分表 (11) 一.课程设计目的与内容 1.课程设计目的 （1）在单处理器情况下按时间片轮转算法实现处理器调度，输出运行动态变化过程。 （2）通过算法的实现加深了解处理器调度的工作。 2.课程设计内容 输入实现处理器调度的几个进程信息，任意确定一组“要求运行时间”，启动所设计的处理器调度程序，显示逐次被选中进程的进程名以及进程控制块的动态变化过程。 二、任务分析 时间片轮转的主要思想就是按顺序为每一个进程一次只分配一个时间片的时间。算法要完成的功能就是将各个进程按照时间片轮转运行的动态过程显示出来。时间片轮转算法的主要实现过程是首先为每一个进程创建一个进程控制块，定义数据结构，说明进程控制块所包含的内容，有进程名、进程所需运行时间、已运行时间和进程的状态以及指针的信息。实现的过程即运用指针指向某一个进程，判断当前的进程是否是就绪状态“r”，如果是，则为该进程分配一个时间片，同时，已运行时间加一且要求运行的时间减一，如此循环执行，当某一个进程的所需要运行的时间减少至0时，则将该进程的状态设置为“e”。然后，将指针指向下一个未运行完成的进程，重复判断，直至所有的进程都运行结束。 三、概要设计 （1）所用数据结构及符号说明 #include"stdio.h" #include"conio.h" #include"malloc.h" #include"string.h" #define NULL 0 typedef struct PCB{ char name[10]; //进程名 struct PCB *next; //链指针 int need_time; //要求运行时间 int worked_time; //已运行时间 char condition; //进程状态，只有“就绪”和“结束”两种状态int flag; //进程结束标志 }PCB; PCB *front,*rear; int N; //N为进程数 淮海工学院计算机工程学院 实验报告书 课程名：《计算机操作系统》 题目：时间片循环轮转调度_______ 班级： _____________ 软件081班___________ 学号： ________________________ 姓名： ______________ 陈点点______________ 评语： 成绩：________________ 指导教师：_________________________ 批阅时间：年月日 一、实验内容 利用高级语言模拟进程的时间片轮转调度算法。 二、实验目的 在采用多道程序设计的系统中，往往有若干个进程同时处于就绪状态。当就绪进程个数大于处理器数时，就必须依照某种策略来决定哪些进程优先占用处理器。本实验模拟在单处理器情况下的处理器调度，帮助学生加深了解处理器调度的工作。 三、实验环境 1. PC微机。 2. Windows操作系统。 3. C/C++/VB开发集成环境。 四、实验题目 设计一个按时间片轮转法实现处理器调度的程序。 算法设计思想： (1) 假定系统有五个进程，每一个进程用一个进程控制块PCB来代表。进程控制块的格式为: 其中，进程名一一作为进程的标识，假设五个进程的进程名分别为Q, Q2, Q, Q, Q。 指针一一进程按顺序排成循环队列，用指针指出下一个进程的进程控制块的首地址，最后一个进程的指针指出第一个进程的进程控制块首地址。 要求运行时间一一假设进程需要运行的单位时间数。 已运行时间一一假设进程已经运行的单位时间数，初始值为“0 ”。 状态一一有两种状态，“就绪”和“结束”，初始状态都为“就绪”，用“ R”表示。当一个进程运行结束后，它的状态为“结束”，用“ E”表示。 (2) 每次运行所设计的进程调度程序前，为每个进程任意确定它的“要求运行时间”。 (3) 把五个进程按顺序排成循环队列，用指针指出队列连接情况。另用一标志单元记录轮到 运行的进程。例如，当前轮到P2执行，则有： 基于时间片的轮转调度算法实验目的：深入了解算法的实现过程 实验内容：用Ｃ＋＋模拟基于时间片的轮转算法 实验步骤：1、编写代码 2、运行调试 3、查看结果 4、编写实验报告 实验结果： 实验小结： 时间片轮转调度是一种最古老，最简单，最公平且使用最广的算法。时间片轮转调度中关键的一点是时间片的长度的选取。本实验默认时间片为1，在试验过程中基本满足了实验要求。通过本次实验，我更加了解了时间片轮转调度算法，通过翻看课本，对其的理解更加的深刻了，在以后的学习中，我会更加努力的学习操作系统的相关课程。当然，实验中也遇到了问题，但都不是理论上的问题，而是编程的问题，根本原因还是编程基础不牢。以后会在编程方面努力。 源代码： #include "stdio.h" #include"stdlib.h" struct PCB { int pid; //进程标识符 int rr; //已运行时间 int time; //进程要求运行时间 char sta; //进程的状态 struct PCB *next; //链接指针 }; struct PCB pcb1,pcb2,pcb3,pcb4,pcb5,*tail,*head,*rp; chushihua() { int i,time; pcb1.pid = 1; pcb2.pid = 2; pcb3.pid = 3; pcb4.pid = 4; pcb5.pid = 5; pcb1.rr =pcb2.rr =pcb3.rr =pcb4.rr =pcb5.rr = 0; pcb1.sta = pcb2.sta = pcb3.sta = pcb4.sta = pcb5.sta = 'w'; printf("请输入时间片p1需要运行的时间:"); scanf("%d",&time); pcb1.time = time; printf("请输入时间片p2需要运行的时间:"); scanf("%d",&time); pcb2.time = time; printf("请输入时间片p3需要运行的时间:"); scanf("%d",&time); pcb3.time = time; printf("请输入时间片p4需要运行的时间:"); scanf("%d",&time); #include <> #include <> #include <> #include<> /*进程控制块数据结构*/ typedef struct node { char name[10];/*进程名*/ int prio; /*进程优先级*/ int round; /*循环轮转法进程每次轮转的时间片*/ int cputime; /*进程累计消耗的CUP时间*/ int needtime; /*进程到完成还需要的CUP时间*/ int count; /*循环轮转法一个时间片内进程运行时间*/ char state; /*进程的状态：'R':运行,'W'：等待,'F'：结束*/ struct node *next;/*指向下一个进程的链指针*/ }PCB; PCB *finish,*ready,*tail,*run;/*指向三个队列的队首的指针，finish为完成队列头指针， ready为就绪队列头指针， tail为就绪队列的队尾指针， run为当前运行进程头指针*/ int N;/*定义进程的数目*/ void firstin(void); 程优先级算法模拟\n\n");*/ printf("\tR.循环轮转算法模拟\n\n"); printf("\tE.退出程序\n\n"); printf("\t请输入你的选择："); scanf("%c",&chose); if((chose!='e')&&(chose!='E')) { system("cls"); /*if((chose=='P')||(chose=='p')) { prior_init(chose); priority(chose); system("cls"); } */ /*else */if((chose=='r')||(chose=='R')) { roundrun_init(chose); roundrun(chose); system("cls"); } } } printf("\n\t\t谢谢使用！！！\n"); } 实验二时间片轮转RR进程调度算法 【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】 问题描述： 设计程序模拟进程的时间片轮转RR调度过程。假设有n个进程分别在T1, …,T n时刻到达系统，它们需要的服务时间分别为S1, …,S n。分别利用不同的时间片大小q，采用时间片轮转RR进程调度算法进行调度，计算每个进程的完成时间，周转时间和带权周转时间，并且统计n个进程的平均周转时间和平均带权周转时间。 程序要求： 1）进程个数n；每个进程的到达时间T1, … ,T n和服务时间S1, … ,S n；输入时间片大小q。 2）要求时间片轮转法RR调度进程运行，计算每个进程的周转时间，带权周转时间，并且计算所有进程的平均周转时间，带权平均周转时间； 3）输出：要求模拟整个调度过程，输出每个时刻的进程运行状态，如“时刻3：进程B开始运行”等等； 4）输出：要求输出计算出来的每个进程的周转时间，带权周转时间，所有进程的平均周转时间，带权平均周转时间。 【源程序】 #include时间片轮转调度算法资料
处理器调度(设计一个按时间片轮转法实现处理器调度的程序)
时间片轮转调度算法
时间片轮转算法
时间片轮转进程调度模拟算法的实现
时间片轮转调度算法实验报告
采用时间片轮转算法调度程序
操作系统时间片轮转算法与优先级调度算法
时间片轮转算法和优先级调度算法 C语言模拟实现
时间片轮转算法和优先级调度算法 C语言模拟实现 收藏精编版
操作系统-时间片轮转算法
计算机操作系统时间片循环轮转算法
基于时间片轮转法调度算法模拟
计算机操作系统时间片循环轮转算法
基于时间片的轮转调度算法
时间片轮转调度算法
时间片轮转RR进程调度算法