簡單的進程優先級動態調度
cup運行： 每執行一次，優先級減一，運行時間減一。
就緒隊列中的進程：每次按優先級降序排序（優先級越大越優先執行），若優先級相等再按時間升序排序（時間越小越優先執行）。
所用知識點：結構體數組、結構體排序。
1 /******************************************* 2 * 3 * File : pro.c 4 * describe: 操作系統進程調度，動態優先級算法 5 * Author : 阿Q 6 * Iime : 2016.11.19 7 * 8 *******************************************/ 9 #include<stdio.h> 10 #define P 5 11 #define PrintF(proprety) printf("%s\t",proprety) 12 struct pcb { //定義進程結構 13 int pid; //進程Id 14 struct pcb *next; //指向下一個進程 15 int time; //進程所需執行的時間 16 int priority; //進程優先級 17 int state; //進程執行的狀態，只有0、1狀態.0未執行，1已執行 18 }; 19 struct pcb pro[P]= {//初始化5個進程 20 {0,1,6,3,0}, 21 {1,2,4,4,0}, 22 {2,3,4,3,0}, 23 {3,4,4,2,0}, 24 {4,0,1,0,0}, 25 }; 26 27 /******************************************* 28 * 29 * Function : 顯示所有進程的狀態 30 * 31 *******************************************/ 32 void display() { 33 int i=0,property=5; 34 PrintF("\npid"); 35 for(i=0; i<P; i++) { 36 printf("%d\t",pro[i].pid); 37 } 38 PrintF("\nnext"); 39 for(i=0; i<P; i++) { 40 printf("%d\t",pro[i].next); 41 } 42 PrintF("\ntime"); 43 for(i=0; i<P; i++) { 44 printf("%d\t",pro[i].time); 45 } 46 PrintF("\npri"); 47 for(i=0; i<P; i++) { 48 printf("%d\t",pro[i].priority); 49 } 50 PrintF("\nstate"); 51 for(i=0; i<P; i++) { 52 printf("%d\t",pro[i].state); 53 } 54 printf("\n"); 55 } 56 57 /******************************************* 58 * 59 * Function : 對結構體進行排序，按優先級降序*時間升序 60 * 61 *******************************************/ 62 int cmp(const void *a,const void *b) { 63 struct pcb *aa=(struct pcb *)a; 64 struct pcb *bb=(struct pcb *)b; 65 66 //如果進程執行結束，則直接返回狀態 67 if(aa->time==0||aa->state==1)return 1; 68 else if(bb->time==0||bb->state==1)return -1; 69 70 if(bb->priority!=aa->priority) 71 return (bb->priority - aa->priority); 72 else 73 return (aa->time - bb->time); 74 } 75 76 /******************************************* 77 * 78 * Function : 進程排序 需要子函數 cmp() 79 * 80 *******************************************/ 81 void reSort() { 82 qsort(pro,P,sizeof(pro[0]),cmp); 83 } 84 85 /******************************************* 86 * 87 * Function : 檢查是否存在未執行完的程序 88 * 89 *******************************************/ 90 int check() { 91 int i=0; 92 for(i=0; i<P; i++) { 93 if(!pro[i].state)return 1; 94 } 95 return 0; 96 } 97 98 /******************************************* 99 * 100 * Function : 修改指針指向 101 * 102 *******************************************/ 103 void rePoint() { 104 int i=0; 105 for(; i<P; i++) { 106 if(pro[i].state&&i>0) { 107 pro[i-1].next=0; 108 } 109 if(i<(P-1)) 110 pro[i].next=pro[i+1].pid; 111 } 112 } 113 114 int main() { 115 int f=0,i=1; 116 printf("初始狀態為："); 117 display(); 118 while(check()) {//每執行完一次，測試是否還有進程未執行完 119 printf("第%d次運行后:",i++); 120 //pro[0]為第一個進程，這里當作是在CUP中執行的進程.每次執行執行時間減一，優先級減一。 121 pro[0].time-=1;//執行一次進程執行時間減一 122 pro[0].priority-=1;//動態優先級，每執行一次優先級減一 123 124 if(pro[0].time==0)pro[0].state=1,pro[0].priority=-1,pro[0].next=0;//如果該進程執行完畢，及執行時間為0,則狀態該為1，同時調整優先級，指針調制為0 125 reSort();//重排進程 126 rePoint();//重排指針 127 display();//輸出 128 } 129 printf("進程以全部運行完畢\n"); 130 return 0; 131 }
具有就緒隊列、阻塞隊列的動態優先級調度。
1 /********************************************************************************************************************** 2 * 3 * File : pro.cpp 4 * Time : 2016.12.04 5 * Introduce : CPU每執行一次,就緒隊列中進程優先級+1，CPU執行中的進程優先級-3，阻塞中的優先級不增加，增加阻塞時間。 6 * 如果就緒隊列中進程的優先級比CPU中的進程優先級高，則CPU中的進程進入阻塞隊列，進程最長阻塞時間默認為3(每次+1，>=3,進入就緒隊列）。 7 * 8 **********************************************************************************************************************/ 9 #include<stdio.h> 10 #include<stdlib.h> 11 #define N 6 12 13 // 待插入就緒隊列的進程數據 14 int id[N] = { 0, 1, 2, 3, 4, 5 }; 15 int priority[N] = { 14, 38, 27, 9, 7, 18 }; 16 int cpuTime[N] = { 0, 0, 0, 0, 0, 0 }; 17 int allTime[N] = { 5, 2, 3, 4, 2, 1 }; 18 19 20 /********************************* 21 * 22 * 模擬進程/PCB數據結構 23 * 24 *********************************/ 25 26 // 枚舉進程的狀態：就緒、執行、阻塞、完成 27 enum STATE { Ready, Run, Block, Finish }; 28 29 30 // 建立PCB結構體 31 struct PCB { 32 int id; // 標志數 33 int priority; // 優先數 34 int cpuTime; // 已占CPU時間 35 int allTime; // 還需占CPU時間 36 int blockTime; // 已被阻塞的時間 37 STATE state; // 進程狀態 38 PCB *pre; // PCB的前指針 39 PCB *nxt; // PCB的后指針 40 }; 41 42 43 /********************************* 44 * 45 * 模擬進程隊列 46 * 47 *********************************/ 48 49 // 進程入列 50 void queQush(PCB *process, PCB *queHead) { 51 process->pre = NULL; 52 process->nxt = queHead->nxt; 53 if(queHead->nxt != NULL) { 54 // 非第一個入列 55 queHead->nxt->pre = process; 56 } 57 queHead->nxt = process; 58 } 59 // 進程出列 60 void quePop(PCB *process, PCB *queHead) { 61 if(process->pre != NULL) { 62 // 不是頭節點 63 process->pre->nxt = process->nxt; 64 } else { 65 queHead->nxt = process->nxt; 66 } 67 if(process->nxt != NULL) { 68 // 不是尾節點 69 process->nxt->pre = process->pre; 70 } 71 // 清空進程指針 72 process->pre = process->nxt = NULL; 73 } 74 // 查看隊列里進程的信息 75 void queWalk(PCB *queHead) { 76 PCB *pro = queHead->nxt; 77 if(pro == NULL) { 78 printf("(無進程)\n"); 79 return; 80 } 81 while(pro != NULL) { 82 printf("id:%d, pri:%d, alltime:%d\n", pro->id, 83 pro->priority, pro->allTime); 84 pro = pro->nxt; 85 } 86 } 87 88 /********************************* 89 * 90 * 模擬就緒隊列 91 * 92 **********************************/ 93 94 int readyQueNum; // 就緒隊列的進程數量 95 PCB readyQueHead; // 就緒隊列的頭部 96 PCB *readyMaxProcess; // 就緒隊列中優先級最高的進程 97 98 99 // 進程插入到就緒隊列 100 void readyQueQush(PCB *process) { 101 readyQueNum ++; 102 process->state = Ready; 103 queQush(process, &readyQueHead); 104 } 105 // 優先級最高的進程出列 106 PCB* readyQuePop() { 107 readyQueNum --; 108 quePop(readyMaxProcess, &readyQueHead); 109 return readyMaxProcess; 110 } 111 //更新就緒隊列 112 void readyQueUpdate() { 113 int maxPriority = -1; 114 PCB *pro = readyQueHead.nxt; 115 if(pro == NULL) { 116 // 就緒隊列沒有進程 117 readyMaxProcess = NULL; 118 return; 119 } 120 while(pro != NULL) { 121 pro->priority ++; 122 if(pro->priority > maxPriority) { 123 maxPriority = pro->priority; 124 readyMaxProcess = pro; 125 } 126 pro = pro->nxt; 127 } 128 } 129 // 返回就緒隊列最高優先級的值 130 int readyMaxPriority() { 131 return readyMaxProcess->priority; 132 } 133 // 查看就緒隊列里進程的信息 134 void readyQueWalk() { 135 printf("就緒隊列里的進程信息為：\n"); 136 queWalk(&readyQueHead); 137 } 138 139 140 /********************************* 141 * 142 * 模擬阻塞隊列 143 * 144 *********************************/ 145 146 #define EndBlockTime 3 // 進程最長被阻塞時間 147 148 149 int blockQueNum; // 阻塞隊列的進程數量 150 PCB blockQueHead; // 阻塞隊列的頭部 151 PCB *blockMaxProcess; // 阻塞隊列中優先級最高的進程 152 153 154 // 進程插入到阻塞隊列 155 void blockQueQush(PCB *process) { 156 blockQueNum ++; 157 process->blockTime = 0; 158 process->state = Block; 159 queQush(process, &blockQueHead); 160 } 161 // 優先級最高的進程出列 162 PCB* blockQuePop() { 163 blockQueNum --; 164 quePop(blockMaxProcess, &blockQueHead); 165 return blockMaxProcess; 166 } 167 // 每個時間片，更新阻塞隊列里進程的信息 168 void blockQueUpdate() { 169 int maxPriority = -1; 170 PCB *pro = blockQueHead.nxt; 171 while(pro != NULL) { 172 pro->blockTime ++; 173 if(pro->blockTime >= EndBlockTime) { 174 PCB *process = pro; 175 pro = pro->nxt; 176 // 阻塞時間到，調入就緒隊列 177 blockQueNum --; 178 quePop(process, &blockQueHead); 179 readyQueQush(process); 180 } else if(pro->priority > maxPriority) { 181 // 更新阻塞隊列里優先級最高的進程指針 182 maxPriority = pro->priority; 183 blockMaxProcess = pro; 184 pro = pro->nxt; 185 } 186 } 187 } 188 // 查看阻塞隊列里進程的信息 189 void blockQueWalk() { 190 printf("阻塞隊列里的進程信息為：\n"); 191 queWalk(&blockQueHead); 192 } 193 194 195 /******************************** 196 * 197 * 模擬動態優先權的進程調度 198 * 199 *********************************/ 200 201 // 初始化數據 202 void initData() { 203 // 初始化就緒隊列和阻塞隊列 204 readyQueNum = blockQueNum = 0; 205 readyMaxProcess = blockMaxProcess = NULL; 206 readyQueHead.pre = readyQueHead.nxt = NULL; 207 blockQueHead.pre = blockQueHead.nxt = NULL; 208 // 初始化進程進入就緒隊列 209 int i, maxPriority = -1; 210 for(i = 0; i < N; i ++) { 211 // 分配一個PCB的內存空間 212 PCB *pro = (PCB *)malloc(sizeof(PCB)); 213 // 給當前的PCB賦值 214 pro->id = id[i]; 215 pro->priority = priority[i]; 216 pro->cpuTime = cpuTime[i]; 217 pro->allTime = allTime[i]; 218 pro->blockTime = 0; 219 if(pro->allTime > 0) { 220 // 插入到就緒隊列中 221 readyQueQush(pro); 222 // 更新就緒隊列優先級最高的進程指針 223 if(pro->priority > maxPriority) { 224 maxPriority = pro->priority; 225 readyMaxProcess = pro; 226 } 227 } 228 } 229 } 230 // 模擬cpu執行1個時間片的操作 231 void cpuWord(PCB *cpuProcess) { 232 cpuProcess->priority -= 3;//優先級-3 233 if(cpuProcess->priority < 0) { 234 cpuProcess->priority = 0; 235 } 236 cpuProcess->cpuTime ++; 237 cpuProcess->allTime --; 238 // 顯示正執行進程的信息： 239 printf("CPU正執行的進程信息為：\n"); 240 printf("id:%d, pri:%d, alltime:%d\n", cpuProcess->id, 241 cpuProcess->priority, cpuProcess->allTime); 242 } 243 244 245 int main() { 246 int timeSlice = 0; // 模擬時間片 247 int cpuBusy = 0; // 模擬cpu狀態 248 PCB *cpuProcess = NULL; // 當前在cpu執行的進程 249 250 // 初始化數據 251 initData(); 252 // 模擬進程調度 253 while(1) { 254 if(readyQueNum == 0 && blockQueNum == 0 && cpuBusy == 0) { 255 // 就緒隊列、阻塞隊列和cpu無進程，退出 256 break; 257 } 258 if(cpuBusy == 0) { 259 // cpu空閑，選擇一個進程進入cpu 260 if(readyQueNum > 0) { 261 // 選擇緒隊列優先級最高的進程 262 cpuProcess = readyQuePop(); 263 } else { 264 // 就緒隊列沒有進程，改為選擇阻塞隊列優先級最高的進程 265 cpuProcess = blockQuePop(); 266 } 267 cpuProcess->cpuTime = 0; 268 cpuProcess->state = Run; 269 cpuBusy = 1; 270 } 271 timeSlice ++; 272 printf("\n第%d個時間片后：\n", timeSlice); 273 // 模擬cpu執行1個時間片的操作 274 cpuWord(cpuProcess); 275 if(cpuProcess->allTime == 0) { 276 cpuProcess->state = Finish; 277 printf("\t--\t--\t--進程 %d 完成任務\n",cpuProcess->id); 278 // 釋放已完成進程的PCB 279 free(cpuProcess); 280 cpuBusy = 0; 281 } 282 // 更新就緒隊列和阻塞隊列里的進程信息 283 blockQueUpdate(); 284 readyQueUpdate(); 285 // 查看就緒隊列和阻塞隊列的進程信息 286 readyQueWalk(); 287 blockQueWalk(); 288 if(cpuBusy == 1 && readyQueNum >0 && 289 cpuProcess->priority < readyMaxPriority()) { 290 // 需搶占cpu，當前執行的進程調入阻塞隊列 291 blockQueQush(cpuProcess); 292 cpuProcess = readyQuePop(); 293 } 294 } 295 printf("\n模擬進程調度算法結束\n"); 296 return 0; 297 }