時(shí)間片輪轉(zhuǎn)算法

1、一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?）在單處理器情況下按時(shí)間片輪轉(zhuǎn)算法實(shí)現(xiàn)處理器調(diào)度，輸出運(yùn)行動(dòng)態(tài)變化過(guò)程。（2）通過(guò)算法的實(shí)現(xiàn)加深了解處理器調(diào)度的工作。二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容輸入實(shí)現(xiàn)現(xiàn)處理器器調(diào)度的的幾個(gè)進(jìn)進(jìn)程信息息，任意意確定一一組“要求運(yùn)運(yùn)行時(shí)間間”，啟動(dòng)動(dòng)所設(shè)計(jì)計(jì)的處理理器調(diào)度度程序，顯示逐逐次被選選中進(jìn)程程的進(jìn)程程名以及及進(jìn)程控控制塊的的動(dòng)態(tài)變變化過(guò)程程。實(shí)驗(yàn)步驟驟1、任務(wù)務(wù)分析：時(shí)間片片輪轉(zhuǎn)的的主要思思想就是是按順序序?yàn)槊恳灰粋€(gè)進(jìn)程程一次只只分配一一個(gè)時(shí)間間片的時(shí)時(shí)間。算算法要完完成的功功能就是是將各個(gè)個(gè)進(jìn)程按按照時(shí)間間片輪轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)運(yùn)行的的動(dòng)態(tài)過(guò)過(guò)程顯示示出來(lái)。時(shí)間片片輪轉(zhuǎn)算算法的主主要實(shí)現(xiàn)現(xiàn)過(guò)程是是首先為為每一個(gè)

2、個(gè)進(jìn)程創(chuàng)創(chuàng)建一個(gè)個(gè)進(jìn)程控控制塊，定義數(shù)據(jù)據(jù)結(jié)構(gòu)，說(shuō)明進(jìn)進(jìn)程控制制塊所包包含的內(nèi)內(nèi)容，有有進(jìn)程名名、進(jìn)程程所需運(yùn)運(yùn)行時(shí)間間、已運(yùn)運(yùn)行時(shí)間間和進(jìn)程程的狀態(tài)態(tài)以及指指針的信信息。實(shí)實(shí)現(xiàn)的過(guò)過(guò)程即運(yùn)運(yùn)用指針針指向某某一個(gè)進(jìn)進(jìn)程，判判斷當(dāng)前前的進(jìn)程程是否是是就緒狀狀態(tài)“r”，如果果是，則則為該進(jìn)進(jìn)程分配配一個(gè)時(shí)時(shí)間片，同時(shí)，已運(yùn)行行時(shí)間加加一且要要求運(yùn)行行的時(shí)間間減一，如此循循環(huán)執(zhí)行行，當(dāng)某某一個(gè)進(jìn)進(jìn)程的所所需要運(yùn)運(yùn)行的時(shí)時(shí)間減少少至0時(shí)時(shí)，則將將該進(jìn)程程的狀態(tài)態(tài)設(shè)置為為“e”。然后，將指針針指向下下一個(gè)未未運(yùn)行完完成的進(jìn)進(jìn)程，重重復(fù)判斷斷，直至至所有的的進(jìn)程都都運(yùn)行結(jié)結(jié)束。2、概要要設(shè)計(jì)：（1）所所用

3、數(shù)據(jù)據(jù)結(jié)構(gòu)及及符號(hào)說(shuō)說(shuō)明typeedeff sttrucct PPCBchaar nnamee100; /進(jìn)進(jìn)程名strructt PCCB *nexxt; /循循環(huán)鏈指指針intt neeed_timme; /要要求運(yùn)行行時(shí)間intt woorkeed_ttimee; /已已運(yùn)行時(shí)時(shí)間，初初始為00chaar ccondditiion; /進(jìn)進(jìn)程狀態(tài)態(tài)，只有有“就緒”和“結(jié)束”兩種狀狀態(tài)intt fllag; /進(jìn)進(jìn)程結(jié)束束標(biāo)志，用于輸輸出PCBB;PCB *frrontt,*rrearr; /循環(huán)環(huán)鏈隊(duì)列列的頭指指針和尾尾指針int N; /N為進(jìn)程程數(shù)（2）主主程序的的流程圖圖：開始輸入

4、進(jìn)程數(shù)N輸入各進(jìn)程信息為每個(gè)進(jìn)程創(chuàng)建PCB并初始化形成一個(gè)循環(huán)鏈隊(duì)列指針指向循環(huán)鏈隊(duì)列第一個(gè)進(jìn)程進(jìn)程是否r運(yùn)行時(shí)間+1且剩余時(shí)間-1 Y剩余時(shí)間=0？ Y將進(jìn)程狀態(tài)置為e（完成）指針指向隊(duì)列中下個(gè)進(jìn)程所有進(jìn)程是否完成 N 結(jié)束 Y（3）程程序說(shuō)明明：處理理器調(diào)度度總是選選擇指針針指示的的進(jìn)程運(yùn)運(yùn)行。由由于本實(shí)實(shí)驗(yàn)是模模擬處理理器調(diào)度度的功能能，所以以，對(duì)被被選中的的進(jìn)程并并不實(shí)際際的啟動(dòng)動(dòng)運(yùn)行，而是執(zhí)執(zhí)行：已已運(yùn)行時(shí)時(shí)間+11來(lái)模擬擬進(jìn)程的的一次運(yùn)運(yùn)行，表表示進(jìn)程程已經(jīng)運(yùn)運(yùn)行過(guò)一一個(gè)單位位的時(shí)間間。3、詳細(xì)細(xì)設(shè)計(jì)（1）首首先每一一個(gè)進(jìn)程程用一個(gè)個(gè)進(jìn)程控控制塊PPCB來(lái)來(lái)代表。進(jìn)程控控制塊的的格

5、式為為：進(jìn)程名指針要求運(yùn)行行時(shí)間已運(yùn)行時(shí)時(shí)間狀態(tài)其中，進(jìn)進(jìn)程名作為為進(jìn)程的的標(biāo)識(shí)，如Q11、Q2等。指針進(jìn)程按按順序排排成循環(huán)環(huán)鏈隊(duì)列，用指針針指出下下一個(gè)進(jìn)進(jìn)程的進(jìn)進(jìn)程控制制塊的首首地址，最后一一個(gè)進(jìn)程程的指針針指出第第一個(gè)進(jìn)進(jìn)程的進(jìn)進(jìn)程控制制塊首地地址。要求運(yùn)行行時(shí)間假設(shè)設(shè)進(jìn)程需需要運(yùn)行行的單位位時(shí)間數(shù)數(shù)。已運(yùn)行時(shí)時(shí)間假設(shè)進(jìn)進(jìn)程已經(jīng)經(jīng)運(yùn)行的的單位時(shí)時(shí)間數(shù)，初始值值為“0”。狀態(tài)有兩種種狀態(tài)，“就緒”和“結(jié)束”，初始始狀態(tài)都都為“就緒”，用“R”表示。當(dāng)一個(gè)個(gè)進(jìn)程運(yùn)運(yùn)行結(jié)束束后，它它的狀態(tài)態(tài)為“結(jié)束”，用“E”表示。（2）每每次運(yùn)行行所設(shè)計(jì)計(jì)的處理理器調(diào)度度程序前前，為每每個(gè)進(jìn)程程任意確確定

6、它的的“要求運(yùn)運(yùn)行時(shí)間間”。把五個(gè)進(jìn)進(jìn)程按順順序排成成循環(huán)鏈鏈隊(duì)列，用指針針指出隊(duì)隊(duì)列連接接情況。用指針針表示輪輪到運(yùn)行行的進(jìn)程程，如下下圖描述述所示：K1Q1K2Q2 K3Q3 K4Q4 K5Q5K2K3K4K5K12431200000RRRRRPCB11PCB22PCB33PCB44PCB55（3）程程序詳細(xì)細(xì)設(shè)計(jì)步步驟：a.首先先建立PPCB的的數(shù)據(jù)結(jié)結(jié)構(gòu)，為為了便于于正確輸輸出，加加上了進(jìn)進(jìn)程結(jié)束束標(biāo)志fflagg。輸入入進(jìn)程信信息（包包括進(jìn)程程名和要要求運(yùn)行行的時(shí)間間），并并為每個(gè)個(gè)進(jìn)程創(chuàng)創(chuàng)建一個(gè)個(gè)PCBB并初始始化形成成一個(gè)循循環(huán)鏈隊(duì)隊(duì)列，用用函數(shù)ccreaatPCCB()來(lái)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)

7、。b.建立立函數(shù)jjudgge()用來(lái)判判斷進(jìn)程程全部運(yùn)運(yùn)行結(jié)束束標(biāo)志，即當(dāng)所所有進(jìn)程程的狀態(tài)態(tài)變?yōu)閑（即完完成狀態(tài)態(tài)）后，循環(huán)結(jié)結(jié)束，表表示所有有進(jìn)程都都已運(yùn)行行成功。c.建立立時(shí)間片片輪轉(zhuǎn)算算法crreattProocesss（）對(duì)進(jìn)程程進(jìn)行輪輪轉(zhuǎn)運(yùn)行行，首先先指針ss指向第第一個(gè)進(jìn)進(jìn)程PCCB，即即s=ffronnt，判判斷該進(jìn)進(jìn)程的狀狀態(tài)是否否為r（就緒緒狀態(tài)），即if(s-conndittionn = rr)，若是則表表示此進(jìn)進(jìn)程尚未未執(zhí)行結(jié)結(jié)束，則則執(zhí)行ss-wworkked_timme+且s-neeed_ttimee-，if(s-neeed_ttimee=00)，則則表示此此進(jìn)程

8、已已運(yùn)行結(jié)結(jié)束，將將其狀態(tài)態(tài)置為結(jié)結(jié)束，即即s-conndittionn=ee，并并根據(jù)狀狀態(tài)位輸輸出完成成信息，且以后后不會(huì)再再運(yùn)行此此進(jìn)程。將指針針指向下下個(gè)進(jìn)程程，s=s-nexxt，并并判斷所所有進(jìn)程程是否已已全部運(yùn)運(yùn)行結(jié)束束，沒有有則重復(fù)復(fù)上面算算法。當(dāng)當(dāng)所有進(jìn)進(jìn)程的狀狀態(tài)位都都變成e表示所所有進(jìn)程程運(yùn)行完完成，則則循環(huán)結(jié)結(jié)束。d.建立立主函數(shù)數(shù)maiin(),輸入入進(jìn)程數(shù)數(shù)N，調(diào)調(diào)用初始始化循環(huán)環(huán)鏈隊(duì)列列函數(shù)ccreaatPCCB()和時(shí)間間片輪轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)算法ccreaatPrroceess(N)，每次選選中進(jìn)程程的進(jìn)程程名以及及運(yùn)行一一次后進(jìn)進(jìn)程隊(duì)列列的變化化，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)處理器器的調(diào)度度。

9、4、調(diào)試試分析：a調(diào)試試過(guò)程中中遇到的的問題及及解決方方案開始運(yùn)行行到Q55運(yùn)行完完成后顯顯示錯(cuò)誤誤，如下下圖所示示：原因：經(jīng)經(jīng)檢查程程序發(fā)現(xiàn)現(xiàn)語(yǔ)句iif(ss-ccondditiion=ee )prrinttf(進(jìn)程%ss已經(jīng)運(yùn)運(yùn)行完成成！nnn,s-naame);有有錯(cuò)誤，因?yàn)楫?dāng)當(dāng)某個(gè)進(jìn)進(jìn)程運(yùn)行行完成后后，其狀狀態(tài)標(biāo)志志已修改改為ee，所所以再次次循環(huán)運(yùn)運(yùn)行未完完成的進(jìn)進(jìn)程時(shí)，當(dāng)運(yùn)行行到此句句時(shí)仍會(huì)會(huì)將前面面已完成成的進(jìn)程程重新輸輸出一遍遍完成信信息，導(dǎo)導(dǎo)致輸出出錯(cuò)誤。解決方案案：為每每個(gè)進(jìn)程程加上一一個(gè)結(jié)束束標(biāo)志fflagg，并賦賦初值為為0，當(dāng)進(jìn)進(jìn)程運(yùn)行行完成后后，將fflagg改為1

10、，再將將后面輸輸出改為為if(s-conndittionn=e | s-flaag=0 )prrinttf(進(jìn)程%ss已經(jīng)運(yùn)運(yùn)行完成成！nnn,s-naame);s-fllag=0;，這這樣在前前面進(jìn)程程運(yùn)行完完成輸出出后，后后面再循循環(huán)時(shí)就就不會(huì)重重新輸出出一遍了了。b改進(jìn)進(jìn)設(shè)想：本實(shí)驗(yàn)驗(yàn)較簡(jiǎn)單單，但還還不夠完完善，如如未實(shí)現(xiàn)現(xiàn)插入進(jìn)進(jìn)程功能能，即進(jìn)進(jìn)程在運(yùn)運(yùn)行過(guò)程程中可以以插入其其他的進(jìn)進(jìn)程再運(yùn)運(yùn)行。還還有未進(jìn)進(jìn)行進(jìn)程程優(yōu)先級(jí)級(jí)判別，本實(shí)驗(yàn)驗(yàn)?zāi)J(rèn)進(jìn)進(jìn)程的優(yōu)優(yōu)先級(jí)按按輸入的的先后順順序從大大到小排排列的，還有其其他功能能等，希希望在以以后的實(shí)實(shí)驗(yàn)中逐逐步完善善。5、測(cè)試試結(jié)果：a首先先輸出五

11、五個(gè)進(jìn)程程的初始始狀態(tài)b開始始從進(jìn)程程Q1開始始按時(shí)間間片輪轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)運(yùn)行進(jìn)進(jìn)程，QQ4先運(yùn)運(yùn)行完成成c.接著著Q1運(yùn)行行完成d.接著著Q5運(yùn)行行完成e.再Q(mào)Q3運(yùn)行行完成f.最后后Q2運(yùn)行行完成四、實(shí)驗(yàn)驗(yàn)總結(jié)因在早期期的時(shí)間間片輪轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)法中，系統(tǒng)將將所有的的就緒進(jìn)進(jìn)程按照照先來(lái)先先服務(wù)的的原則排排成一個(gè)個(gè)隊(duì)列，每次調(diào)調(diào)度是，把CPPU分配配給隊(duì)首首進(jìn)程，并令其其執(zhí)行一一個(gè)時(shí)間間片。當(dāng)當(dāng)執(zhí)行的的時(shí)間片片用完時(shí)時(shí)，調(diào)度度程序停停止該進(jìn)進(jìn)程的執(zhí)執(zhí)行，并并將它送送往就緒緒隊(duì)列的的末尾；然后，再把處處理機(jī)分分配給就就緒隊(duì)列列中新的的隊(duì)首進(jìn)進(jìn)程，同同時(shí)也讓讓它執(zhí)行行一個(gè)時(shí)時(shí)間片。在時(shí)間間片輪轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)算法中中，時(shí)間間

12、片的大大小對(duì)系系統(tǒng)性能能有很大大的影響響。如果果選擇很很小的時(shí)時(shí)間片將將有利于于短作業(yè)業(yè)，因?yàn)闉樗茌^較快地完完成，但但會(huì)頻繁繁的發(fā)生生中斷、進(jìn)程上上下文的的切換，從而增增加系統(tǒng)統(tǒng)的開銷銷；反之之，如果果選擇太太長(zhǎng)時(shí)間間片，使使得每個(gè)個(gè)進(jìn)程都都能在一一個(gè)時(shí)間間片內(nèi)完完成，所所以，一一般定為為時(shí)間片片略大于于一次典典型地交交互所需需要的時(shí)時(shí)間。在完成時(shí)時(shí)間片輪輪轉(zhuǎn)算法法的實(shí)現(xiàn)現(xiàn)過(guò)程中中，我們們遇到了了一些問問題，比比如怎樣樣運(yùn)用循循環(huán)隊(duì)列列，如何何設(shè)計(jì)結(jié)結(jié)構(gòu)體等等等，也也積極配配合并思思考進(jìn)行行解決。整體來(lái)來(lái)說(shuō)，我我們的算算法雖然然實(shí)現(xiàn)了了體現(xiàn)進(jìn)進(jìn)程動(dòng)態(tài)態(tài)運(yùn)行變變化的過(guò)過(guò)程，但但是相對(duì)對(duì)而言比比

13、較簡(jiǎn)單單。實(shí)驗(yàn)驗(yàn)中，我我們小組組不斷討討論對(duì)算算法進(jìn)行行優(yōu)化，使得運(yùn)運(yùn)行結(jié)果果看起來(lái)來(lái)更容易易理解，也達(dá)到到了處理理機(jī)調(diào)度度的功能能。做實(shí)實(shí)驗(yàn)讓我我們對(duì)于于時(shí)間片片輪轉(zhuǎn)的的思想理理解的更更加透徹徹，鞏固固了理論論知識(shí)的的學(xué)習(xí)。實(shí)驗(yàn)心得得體會(huì)：首先，我們認(rèn)為這這次課程程設(shè)計(jì)是是對(duì)學(xué)習(xí)習(xí)操作作系統(tǒng)的一次次綜合考考察，鍛鍛煉我們們綜合分分析問題題、解決決問題的的能力。初次得到到課程設(shè)設(shè)計(jì)的題題目時(shí)，為程序序本身的的簡(jiǎn)單而而竊喜過(guò)過(guò)；實(shí)驗(yàn)驗(yàn)過(guò)程中中也出現(xiàn)現(xiàn)了一些些難題需需要解決決，為此此去苦苦苦探索過(guò)過(guò)。課程程設(shè)計(jì)期期間，幾幾乎有幾幾天我們們完全投投入進(jìn)去去了，就就像是在在做一個(gè)個(gè)相當(dāng)重重要的項(xiàng)項(xiàng)目一

14、樣樣的感覺覺。曾經(jīng)經(jīng)跑過(guò)圖圖書館幾幾次，只只是為了了一種新新的想法法得到實(shí)實(shí)現(xiàn)，也也曾多次次登錄網(wǎng)網(wǎng)站瀏覽覽網(wǎng)頁(yè)，為了彌彌補(bǔ)一些些知識(shí)上上的紕漏漏，為此此曾灑下下了真實(shí)實(shí)的汗水水。當(dāng)我我們的想想法得到到實(shí)現(xiàn)，又學(xué)會(huì)會(huì)了新的的知識(shí)的的時(shí)候，心中滿滿是欣喜喜，或許許這是實(shí)實(shí)踐出真真知的真真實(shí)驗(yàn)證證，有付付出就有有回報(bào)的的真實(shí)寫寫照吧。其次，我我們感受受了真誠(chéng)誠(chéng)的友誼誼。在實(shí)實(shí)驗(yàn)中，遇到的的問題是是多方面面的，而而且有那那么一部部分是以以前學(xué)過(guò)過(guò)的C問問題，但但是已經(jīng)經(jīng)忘卻或或是以前前沒有真真正的理理解過(guò)。但是你你會(huì)發(fā)現(xiàn)現(xiàn)就在你你的身邊邊，會(huì)有有那么一一批人在在背后熱熱心的幫幫助你，讓你身身處困境境

15、卻感到到無(wú)限希希望。這這好像是是人生的的一種歷歷程，風(fēng)風(fēng)風(fēng)雨雨雨中我們們一起走走過(guò)，然然后為了了一些坑坑坑洼洼洼彼此真真誠(chéng)的幫幫助過(guò)和和無(wú)私的的付出過(guò)過(guò)。團(tuán)隊(duì)隊(duì)的協(xié)作作和彼此此心的交交流讓我我們彼此此豐厚起起來(lái)，這這也是我我們成長(zhǎng)長(zhǎng)中必不不可失的的重要部部分。最后，我我認(rèn)識(shí)到到了自己己的不足足。平心心而論，以前真真的沒有有認(rèn)真的的學(xué)習(xí)過(guò)過(guò)，即使使是在聽聽課，可可是后來(lái)來(lái)卻沒有有對(duì)學(xué)習(xí)習(xí)中出現(xiàn)現(xiàn)的問題題而仔細(xì)細(xì)分析過(guò)過(guò)。得過(guò)過(guò)且過(guò)，迷失了了我前進(jìn)進(jìn)的方向向，而現(xiàn)現(xiàn)在卻又又重新敞敞開了。不論是是以后的的學(xué)習(xí)還還是工作作，我想想這都是是很重要要的，我我們需要要不斷進(jìn)進(jìn)步的動(dòng)動(dòng)力。總的說(shuō)來(lái)來(lái)知識(shí)上上的

16、收獲獲很是重重要，精精神上的的豐收也也是更加加可喜的的，讓我我知道了了學(xué)無(wú)止止境的道道理。我我們每一一個(gè)人永永遠(yuǎn)不能能滿足于于現(xiàn)有的的成就，人生就就像在爬爬山，一一座山峰峰的后面面還有更更高的山山峰在等等著你。挫折是是一份財(cái)財(cái)富，經(jīng)經(jīng)歷是一一份擁有有。這次次課程設(shè)設(shè)計(jì)必將將成為我我人生旅旅途上一一個(gè)非常常美好的的回憶。五、附錄錄實(shí)驗(yàn)源程程序如下下：#inccluddesstdiio.hh#inccluddecconiio.hh#inccluddemmallloc.h#inccluddesstriing.h#deffinee NUULL 0typeedeff sttrucct PPCBchaar

17、 nnamee100; /進(jìn)進(jìn)程名strructt PCCB *nexxt; /鏈鏈指針intt neeed_timme; /要要求運(yùn)行行時(shí)間intt woorkeed_ttimee; /已已運(yùn)行時(shí)時(shí)間chaar ccondditiion; /進(jìn)進(jìn)程狀態(tài)態(tài)，只有有“就緒”和“結(jié)束”兩種狀狀態(tài)intt fllag; /進(jìn)進(jìn)程結(jié)束束標(biāo)志PCBB;PCB *frrontt,*rrearr; int N; /N為進(jìn)進(jìn)程數(shù)voidd crreattPCBB()/為每每個(gè)進(jìn)程程創(chuàng)建一一個(gè)PCCB并初初始化形形成一個(gè)個(gè)循環(huán)鏈鏈隊(duì)列PCBB *pp,*ll;l = (PPCB *)mmallloc(sizze

18、off(PCCB);priintff(PPleaase entter proocesss nnamee annd ttimeen);scaanf(%ss%d,l-naame,&l-neeed_timme);l-conndittionn = r; /進(jìn)程程初始狀狀態(tài)為就就緒l-worrkedd_tiime = 00;l-nexxt=NNULLL;l-flaag=00;froont=l;forr(innt ii = 1;ii nnamee,&pp-nneedd_tiime);p-coondiitioon = rr;p-woorkeed_ttimee = 0;p-fllag=0; l-neext =

19、 pp;l=l-nexxt;reaar=ll;reear-neext=froont;voidd ouutpuut() /進(jìn)程輸輸出函數(shù)數(shù) priintff(nnamee ruuntiime neeedtiime staaten);for(intt j=1;jjnamme,ffronnt-worrkedd_tiime,froont-neeed_timme,ffronnt-conndittionn); frrontt=frrontt-nnextt;priintff(n);int juddge(PCBB *pp) /判斷所所有進(jìn)程程運(yùn)行結(jié)結(jié)束intt fllag = 11;forr(innt ii=0;icoondiitioon != e)fflagg = 0;bbreaak;p=p-nexxt;retturnn fllag;