进程调度模拟设计——先来先服务、强占式短进程优先算法.doc-资料库

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课程设计题目进程调度模拟设计——先来先服务、强占式短进程优先算法学院计算机科学与技术专业计算机科学与技术班级姓名指导教师 2011 年 1 月 19 日 1

课程设计任务书学生姓名：专业班级：指导教师：工作单位：计算机科学与技术学院题目: 进程调度模拟设计——先来先服务、强占式短进程优先算法初始条件： 1．预备内容：阅读操作系统的处理机管理章节内容，对进程调度的功能以及进程调度算法有深入的理解。 2．实践准备：掌握一种计算机高级语言的使用。要求完成的主要任务: （包括课程设计工作量及其技术要求，以及说明书撰写等具体要求） 1．模拟进程调度，能够处理以下的情形： ⑴ 能够选择不同的调度算法（要求中给出的调度算法）； ⑵ 能够输入进程的基本信息，如进程名、到达时间和运行时间等； ⑶ 根据选择的调度算法显示进程调度队列； ⑷ 根据选择的调度算法计算平均周转时间和平均带权周转时间。 2．设计报告内容应说明： ⑴ 课程设计目的与功能； ⑵ 需求分析，数据结构或模块说明(功能与框图)； ⑶ 源程序的主要部分； ⑷ 测试用例，运行结果与运行情况分析； ⑸ 自我评价与总结： i）你认为你完成的设计哪些地方做得比较好或比较出色； ii）什么地方做得不太好，以后如何改正； iii）从本设计得到的收获（在编写，调试，执行过程中的经验和教训）； iv）完成本题是否有其他方法（如果有，简要说明该方法）； v）对实验题的评价和改进意见，请你推荐设计题目。时间安排：设计安排一周：周 1、周 2：完成程序分析及设计。周 2、周 3：完成程序调试及测试。周 4、周 5：验收、撰写课程设计报告。（注意事项：严禁抄袭，一旦发现，抄与被抄的一律按 0 分记）指导教师签名： 2011 年 1 月日系主任（或责任教师）签名： 2011 年 1 月日 2

先来先服务，强占式短进程优先算法 1. 课程设计目的与功能 1.1 课程设计的目的通过课程设计所给的题目，深入了解操作系统的本质及精髓，对所给的两种算法有比较深刻的认识 1.2 课程设计的功能 ⑴ 能够选择不同的调度算法（要求中给出的调度算法）； ⑵ 能够输入进程的基本信息，如进程名、到达时间和运行时间等； ⑶ 根据选择的调度算法显示进程调度队列； ⑷ 根据选择的调度算法计算平均周转时间和平均带权周转时间 2. 需求分析，数据结构或模块说明 2.1 需求分析通过设计一个模拟进程调度的系统，来实现进程调度，对进程调度的功能以及进程调度算法有一个更加深入的理解。进程 PCB（包含进程名、到达时间、预计运行时间）调度算法（先来先服务、强占式短进程优先）能够处理以下的情形：（1）能够选择不同的调度算法（要求中给出的调度算法）（2）能够输入进程的基本信息，如进程名、到达时间和运行时间等（3）根据选择的调度算法显示进程调度队列（4）根据选择的调度算法计算平均周转时间和平均带权周转时间此次做的进程调度模拟系统，用户可以输入各进程信息（包含进程名、到达时间、估计运行时间）；输入完毕确认后，可选择两种调度算法中的一种执行，查看结果可得到相应算法的调度序列，每个进程的到达时间、预计运行时间、开始时间、结束时间和周转时间、带权周转时间，以及平均周转时间和平均带权周转时间。 3

2.2 对调度算法的描述和实现进程基本信息所构成的模块作为基本单元，并且相关调度算法的侧重进程基本信息点不同，所以要根据其调度算法的特点来结合基本信息进行对应的设计。此次课程设计要求的调度算法描述如下： 2.2.1 先来先服务调度算法先来先服务调度算法是以进程的到达时间为判断标准，按各个进程的到达时间先后顺序进行调度。要实现此先来先服务调度算法以及考虑程序的简洁性，用一个数据结构如优先级队列，容器等来存储进程基本信息，并要对所有的进程按其到达时间先后顺序进行排序，实现依次取出的进程是所有未运行进程中到达时间最早的进程。 2.2.2 强占式短进程优先调度算法此调度算法和先来先服务调度算法相区别，强占式短进程优先调度算法对强占式短进程优先调度算法而言，其本质特征便是按进程的预计运行时间长短进行排序，先执行短进程。若内存中运行的进程优先级比就绪队列中的某进程优先级低（即运行的进程预计运行时间比就绪队列中的某进程长），此运行的进程让出内存并进入就绪队列，优先级更高的短进程强占内存资源并运行直到结束或者遇到优先级更高的进程强占为止。 2.3 数据结构此次程序从大的方面来说是利用链表来实现的，在程序中定义了一个结构体 struct PCB 用来保存没一条记录，每个结点包括进程名、进程的到达时间、预计运行时间、开始运行时间、结束时间、运行次数、仍需运行时间、周转时间、带权周转时间和指向下一个结点的指针。因为在强占式短进程优先算法中，有的进程要运行一次甚至一次以上，所以定义了进程运行次数和人需运行时间，另外此程序中的所有时间均为整型。然后定义了几个函数分别用来实现两种算法，首先要做的工作是将输入 4

的所有进程按到达时间的先后顺序排名，这样在先来先服务算法中，他们的顺序便是进程调度顺序，然后在计算出他们的开始时间、结束时间、周转时间等，这些都是小问题不再具体阐述。强占式短进程优先算法比较复杂，主要的思想是先将第一个到达进程投入运行，等再有进程到达时需将他们的所需运行时间进行比较，将运行时间短的一个投入运行，等再有进程到达时也是利用这种方法决定要运行的进程，这就是强占式短进程优先算法。实现这个算法时需要的工作有察看在 time 之前到达但未移动到运行队列的进程数量，在头节点后的 count 个节点中选择需时间最小的返回。这是两个重要的工作。 2.4 模块说明 Struct PCB 定义如下： struct PCB { string name;//进程名 int ta;//进程到达时间 int ts;//进程估计运行的时间 int tb;//进程开始运行时间 int tm;//进程仍需运行的时间 int to;//进程完成的时间 int rn;//进程运行的次数 int totalTime;//周转时间 double weightTotalTime;//带权周转时间(周转时间/估计运行时间） PCB *next;//定义指向下一个进程的指针 }; 此次程序中定义的函数及其作用如下： PCB *create(PCB *head);//创建进程队列 void deal(PCB *head);//FCFS 记录处理 void sort(PCB *head);//将进程按到达的先后顺序排列 int getCount(PCB *head,int time);//察看在 time 之前到达但未移动到运行队列的进程数量 5

void del(PCB *p);//删除 p 的下一个节点 void fcfsrun(PCB *head);//先来先服务算法 PCB *SJF(PCB *head,int count);//在头节点后的 count 个节点中选择需时间最小的返回 void SJFrun(PCB *head);//强占式短进程优先算法另外还定义了三个变量： int pronum;//定义进程数为 pronum int total;//记录所有进程的总时间 double weight;//记录所有进程的带权周转时间 total 和 weight 将用来计算平均周转时间和平均带权周转时间。 3. 源程序的主要部分 3.1 程序代码 #include #include using namespace std; #define QT 2//定义时间片长度为 2 struct PCB { string name;//进程名 int ta;//进程到达时间 int ts;//进程估计运行的时间 int tb;//进程开始运行时间 int tm;//进程仍需运行的时间 int to;//进程完成的时间 6

int rn;//进程运行的次数 int totalTime;//周转时间 double weightTotalTime;//带权周转时间(周转时间/估计运行时间） PCB *next;//定义指向下一个进程的指针 }; int pronum;//定义进程数为 pronum int total;//记录所有进程的总时间 double weight;//记录所有进程的带权周转时间 PCB *create(PCB *head);//创建进程队列 void deal(PCB *head);//FCFS 记录处理 void sort(PCB *head);//将进程按到达的先后顺序排列 int getCount(PCB *head,int time);//察看在 time 之前到达但未移动到运行队列的进程数量 void del(PCB *p);//删除 p 的下一个节点 void fcfsrun(PCB *head);//先来先服务算法 PCB *SJF(PCB *head,int count);//在头节点后的 count 个节点中选择需时间最小的返回 void SJFrun(PCB *head);//强占式短进程优先算法 void main() { int choice; cout<<"*进程调度模拟设计——先来先服务、强占式短进程优先算法 *"<

cout<<"***********1. 先来先服务算法 ***************************"<>choice; PCB *head=NULL; switch(choice) { case 1:head=create(head);fcfsrun(head);goto l1; case 2:head=create(head);SJFrun(head);goto l1; case 3:break; default:cout<<"输入错误！\n 请重新输入："<>pronum; for(int i=0;i

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