實驗三 進程調度模擬程序

一、實驗目的

    用高級語言完成一個進程調度程序，以加深對進程的概念及進程調度算法的理解。    

二、實驗內容和要求

設計一個有 N個進程並發執行的進程調度模擬程序。

進程調度算法：采用最高優先級優先的調度算法（即把處理機分配給優先級最高的進程）和先來先服務（若優先級相同）算法。動態優先數是指進程的優先數在創建進程時可以給定一個初始值，並且可以按一定規則修改優先數。例如：在進程獲得一次CPU后就將其優先數減少1，並且進程等待的時間超過某一時限（2個時間片時間）時增加其優先數等。

 (1).  每個進程有一個進程控制塊（PCB）表示。進程控制塊包含如下信息：進程名、優先級、到達時間、需要運行時間、已用CPU時間、進程狀態等等。

 (2).  進程的優先級及需要的運行時間可以事先人為地指定，進程的運行時間以時間片為單位進行計算。

 (3).  每個進程的狀態可以是就緒 r（ready）、運行R（Running）、或完成F（Finished）三種狀態之一。

 (4).  就緒進程獲得 CPU后都只能運行一個時間片。用已占用CPU時間加1來表示。

 (5).  如果運行一個時間片后，進程的已占用 CPU時間已達到所需要的運行時間，則撤消該進程，如果運行一個時間片后進程的已占用CPU時間還未達所需要的運行時間，也就是進程還需要繼續運行，此時應將進程的優先數減1（即降低一級），然后把它插入就緒隊列等待調度。

 (6).  每進行一次調度程序都打印一次運行進程、就緒隊列中各個進程的 PCB，以便進行檢查。 　　

 (7).  重復以上過程，直到所要進程都完成為止。

 

三、實驗方法、步驟及結果測試

1. 源程序名：壓縮包文件（rar或zip）中源程序名實驗三zy.c

   可執行程序名：實驗三 zy.exe

2.原理分析及流程圖

存儲結構：用結構體數據類型表示一個進程，結構體成員包括：進程到達系統時間arrivetime，運行時間needtime，優先級 priority已占用cpu時間 usetime

3.主要程序段及其解釋：

#include<stdio.h>
#include<string.h>
void arrivesort(struct pcb pcbs[10],int n);
void result(struct pcb pcbs[10],int n);
void prioritysort(struct pcb pcbs[10],int n);

struct pcb{
    char name[10];
    int priority;         //進程優先級
    int arrivetime;      //進程到達時間
    int needtime;        //進程需要運行時間
    int usetime;         //進程已占用cpu時間
};

 void main()
{
    struct pcb pcbs[10];
    int n,i; //n個進程

    printf("輸入進程個數:",n);
    scanf("%d",&n);
    printf("輸入每個進程的進程名,優先級,到達時間,運行時間:\n");
    for(i=0;i<n;i++)
    {
        scanf("%s",pcbs[i].name);
        scanf("%d",&pcbs[i].priority);
        scanf("%d",&pcbs[i].arrivetime);
        scanf("%d",&pcbs[i].needtime);
        pcbs[i].usetime=0;
    }
  
    for(i=0;i<n;i++)
    {
      prioritysort(pcbs,n);
         arrivesort(pcbs,n);
    
      pcbs[i].usetime++;
      printf("\n");
      printf("動態優先級調度進程運行順序：\n");
      
      result(pcbs,n);
      pcbs[i].priority--;
      pcbs[i].usetime++;
    }
}

void arrivesort(struct pcb pcbs[10],int n)
{
   int i=0;
   char temp[10];
   int min;            
   for(i=0;i<n-1;i++)
      {
          if(pcbs[i].arrivetime>pcbs[i+1].arrivetime)
          {
              min=pcbs[i].arrivetime;
              pcbs[i].arrivetime=pcbs[i+1].arrivetime;
              pcbs[i+1].arrivetime=min;

              min=pcbs[i].needtime;
              pcbs[i].needtime=pcbs[i+1].needtime;
              pcbs[i+1].needtime=min;
             
              min=pcbs[i].priority;
              pcbs[i].priority=pcbs[i+1].priority;
              pcbs[i+1].priority=min;

              strcpy(temp,pcbs[i].name);
              strcpy(pcbs[i].name,pcbs[i+1].name);
              strcpy(pcbs[i+1].name,temp);
          }
      }                          //按進程到達系統時間進行排序，最早到達的排在最前面 
}

void result(struct pcb pcbs[10],int n)
{
    int i;
    printf("進程名\t優先級\t到達時間\t運行時間\t已占用cpu時間\n");
     for(i=0;i<n;i++)
    {
    printf("%s\t      %d\t        %d\t        %d\t         %d\n",pcbs[i].name,pcbs[i].priority,pcbs[i].arrivetime,pcbs[i].needtime,pcbs[i].usetime);
    }
}

void prioritysort(struct pcb pcbs[10],int n)
{
   int i=0;
   char temp[10];
   int min;            
   for(i=0;i<n;i++)
      {
          if(pcbs[i].priority<pcbs[i+1].priority)
          {
              min=pcbs[i].priority;
              pcbs[i].priority=pcbs[i+1].priority;
              pcbs[i+1].priority=min;

              min=pcbs[i].arrivetime;
              pcbs[i].arrivetime=pcbs[i+1].arrivetime;
              pcbs[i+1].arrivetime=min;

              min=pcbs[i].needtime;
              pcbs[i].needtime=pcbs[i+1].needtime;
              pcbs[i+1].needtime=min;

              strcpy(temp,pcbs[i].name);
              strcpy(pcbs[i].name,pcbs[i+1].name);
              strcpy(pcbs[i+1].name,temp);
              
             // pcbs[i].usetime++; 
          }                          //按進程優先級排序，最高的排在最前面
      }                         
}

4.運行結果及分析

        算法仍然存在瑕疵，主要的算法思想是先按照進程優先級排序，再按照到達時間排序選擇最高優先級的進程運行一個時間片（例如時間片為1），所對應進程占用cpu的時間加1，相應的優先級減1，再按照優先級從高到低排序，選擇最高優先級進程調度，如果兩進程優先級相同，則按照先來先服務算法，先到達的先調度。

四、實驗總結

      實驗從字面容易理解，但實踐過程中還是相當有難度，但經過老師的講解和同學的幫助，算是勉強完成，今后需多加努力。