按時間片輪轉(zhuǎn)法實現(xiàn)處理器調(diào)度

1、組號 成績 計算機操作系統(tǒng)課程設計報告 題目 處理器調(diào)度 專業(yè)： 計算機科學與技術 班級： 2 學號： 姓名： 指導教師： 2016年12月 27日一設計目的在采用多道程序設計的系統(tǒng)中，往往有若干個進程同時處于就緒狀態(tài)。當就緒進程個數(shù)大于處理器數(shù)時，就必須依照某種策略來決定哪些進程優(yōu)先占用處理器。本實驗模擬在單處理器情況下的處理器調(diào)度，幫助學生加深了解處理器調(diào)度的工作。二設計內(nèi)容選擇一個調(diào)度算法，實現(xiàn)處理器調(diào)度。按時間片輪轉(zhuǎn)法實現(xiàn)處理器調(diào)度的模擬設計與實現(xiàn)提示：(1) 假定系統(tǒng)有五個進程，每一個進程用一個進程控制塊PCB來代表。進程控制塊的格式為：進程名指針要求運行時間已運行時間狀態(tài)其中，進程

2、名作為進程的標識，假設五個進程的進程名分別為Q1，Q2，Q3，Q4，Q5。指針進程按順序排成循環(huán)隊列，用指針指出下一個進程的進程控制塊的首地址，最后一個進程的指針指出第一個進程的進程控制塊首地址。要求運行時間假設進程需要運行的單位時間數(shù)。已運行時間假設進程已經(jīng)運行的單位時間數(shù)，初始值為“0”。狀態(tài)有兩種狀態(tài)，“就緒”和“結(jié)束”，初始狀態(tài)都為“就緒”，用“R”表示。當一個進程運行結(jié)束后，它的狀態(tài)為“結(jié)束”，用“E”表示。(2) 每次運行所設計的處理器調(diào)度程序前，為每個進程任意確定它的“要求運行時間”。(3) 把五個進程按順序排成循環(huán)隊列，用指針指出隊列連接情況。另用一標志單元記錄輪到運行的進程。

3、例如，當前輪到P2執(zhí)行，則有：標志單元 K2 K1Q1 K2Q2 K3Q3 K4Q4 K5Q5K2K3K4K5K12312410000RRRRRPCB1PCB2PCB3PCB4PCB5(4) 處理器調(diào)度總是選擇標志單元指示的進程運行。由于本實驗是模擬處理器調(diào)度的功能，所以，對被選中的進程并不實際的啟動運行，而是執(zhí)行：已運行時間+1來模擬進程的一次運行，表示進程已經(jīng)運行過一個單位的時間。請同學注意：在實際的系統(tǒng)中，當一個進程被選中運行時，必須置上該進程可以運行的時間片值，以及恢復進程的現(xiàn)場，讓它占有處理器運行，直到出現(xiàn)等待事件或運行滿一個時間片。在這時省去了這些工作，僅用“已運行時間+1”來表示

4、進程已經(jīng)運行滿一個時間片。(5) 進程運行一次后，應把該進程的進程控制塊中的指針值送到標志單元，以指示下一個輪到運行的進程。同時，應判斷該進程的要求運行時間與已運行時間，若該進程的要求運行時間¹已運行時間，則表示它尚未執(zhí)行結(jié)束，應待到下一輪時再運行。若該進程的要求運行時間=已運行時間，則表示它已經(jīng)執(zhí)行結(jié)束，應指導它的狀態(tài)修改成“結(jié)束”（E）且退出隊列。此時，應把該進程的進程控制塊中的指針值送到前面一個進程的指針位置。(6) 若“就緒”狀態(tài)的進程隊列不為空，則重復上面的（4）和（5）的步驟，直到所有的進程都成為“結(jié)束”狀態(tài)。(7) 在所設計的程序中應有顯示或打印語句，能顯示或打印每次選

5、中進程的進程名以及運行一次后進程隊列的變化。(8) 為五個進程任意確定一組“要求運行時間”，啟動所設計的處理器調(diào)度程序，顯示或打印逐次被選中的進程名以及進程控制塊的動態(tài)變化過程。三設計原理在早期的時間片輪轉(zhuǎn)法中,系統(tǒng)將所有的就緒進程按先來先服務的原則,排成一個隊列,每次調(diào)度時,把CPU分配給隊首進程,并令其執(zhí)行一個時間片.時間片的大小從幾ms到幾百ms.當執(zhí)行的時間片用完時,由一個計時器發(fā)出時鐘中斷請求,調(diào)度程序便據(jù)此信號來停止該進程的執(zhí)行,并將它送往就緒隊列的末尾;然后,再把處理機分配給就緒隊列中新的隊首進程,同時也讓它執(zhí)行一個時間片.這樣就可以保證就緒隊列中的所有進程,在一給定的時間內(nèi),均

6、能獲得一時間片的處理機執(zhí)行時間.四詳細設計及編碼1.模塊分析在此算法中，首先聲明了一個類，通過使用類的對象來體現(xiàn)進程的實例。類名為PCB，類中有公有字段如下：Char name10：字符數(shù)組，用于存儲進程名；PCB *next：PCB類型的指針，用于指向下一個即將執(zhí)行的對象的指針；Int time：整型，表示進程運行所需的總時間；Int run：整型，表示進程已運行的時間，初始值設置為0；Char state：字符型，表明進程當前的狀態(tài)； 通過類中的對象指針，可以形成一個循環(huán)隊列。除此以外，還定義了兩個靜態(tài)的對象指針，分別是：Static PCB *p：在自定義方法中指向當前對象，即當前運行的

7、進程；Static PCB *flag：指向當前對象的前一個對象，即之前第一個運行結(jié)束的進程；另外，程序中還自定義了兩個方法，分別是void status(PCB block)和void active(PCB block)： void status(PCB block)：用于顯示當前進程情況；void active(PCB block)：用于調(diào)度進程；int main()：主函數(shù)，在其中先輸入了對象數(shù)組的長度，由此聲明一個對象數(shù)組。再依次輸入每一個進程的進程名和所需運行時間，將每一個進程的運行狀態(tài)更改為R，再通過對每一個對象中的對象指針賦值，將進程排成一個循環(huán)隊列。再進入循環(huán)，開始進行進程調(diào)度

8、。2.流程圖3.代碼實現(xiàn)PCB類的定義：class PCBpublic:char name10;/進程名PCB *next;/指針int time;/所需運行時間int run=0;/已運行時間char state;/R->ready;E->end;顯示當前進程情況的方法：void status(PCB block)/顯示當前進程隊列狀況cout<<"此時進程情況："<<"ordertnamettimetruntremaintstate"<<endl;for(int i=0;i<len;i+)if(b

9、locki.state!='E')cout<<" "<<i+1<<"t "<<<<"t"<<" "<<blocki.time<<"t"<<" "<<blocki.run<<"t "<<blocki.time-blocki.run<<"t "<

10、;<blocki.state<<endl;cout<<endl;用于進程調(diào)度的方法：void active(PCB block)if(p->state='E')/如果此進程狀態(tài)為E，則跳過，不調(diào)度執(zhí)行return;elsecout<<"-調(diào)度進程"<<p->name<<"-"<<endl;p->run+;/進程的已運行時間加一if(p->run=p->time)/如果加一后達到所需總的運行時間p->state='E&#

11、39;/將進程狀態(tài)更改為Eflag->next=p->next;/將前一個進程的指針指向后續(xù)進程proc-;/隊列中運行的進程數(shù)減一cout<<"進程"<<p->name<<"運行結(jié)束，退出隊列"<<endl; status(block);/展示當前的運行狀態(tài)主函數(shù)：int main()cout<<"-時間片輪轉(zhuǎn)調(diào)度算法-"<<endl<<"請輸入進程個數(shù)："cin>>proc;/輸入進程個數(shù)len=p

12、roc;int i=0;PCB blockproc;/初始化對象數(shù)組 p=&block0;/將當前指針指向第一個進程for(;i<proc;i+)cout<<"請輸入進程"<<i+1<<"的名稱和所需運行時間："if(i!=proc-1)/將對象數(shù)組排成隊列blocki.next=&blocki+1; /如果不是最后一個進程，則將指針指向下一個進程elseblocki.next=&block0;/如果是最后一個進程，則將指針指向第一個進程cin>>;cin

13、>>blocki.time;blocki.state='R' cout<<"此時進程情況："<<endl<<"ordertnamettimetruntstate"<<endl;for(i=0;i<proc;i+)cout<<" "<<i+1<<"t"<<<<"t"<<" "<<blocki.

14、time<<"t"<<" "<<blocki.run<<"t"<<" "<<blocki.state<<endl;cout<<endl;while(proc!=0)/在當前隊列中進程數(shù)不為0時循環(huán)active(block);/調(diào)度當前進程flag=p;/調(diào)度后，flag指向剛剛運行結(jié)束的對象p=p->next;/而p指針指向下一個對象4.結(jié)果及其相關分析（結(jié)果必須是圖示）程序開始，先輸入進程個數(shù)，然后依次輸入每個進程的進程名和所需的運行時間，輸入完畢后輸出當前進程隊列情況；然后對進程依次進行調(diào)度，依據(jù)時間片輪轉(zhuǎn)算法：顯示情況分別為 order：進程順序；name：進程名；run：已運行時間；remain：剩余時間；State：運行狀態(tài)如果當前調(diào)度的進程運行結(jié)束，那么就退出該循環(huán)隊列，同時輸出提示；此時輸出隊列情況將不再包含已運行結(jié)束的進程。當進程全部運行結(jié)束之后，程序運行結(jié)束