实验报告
课程名称 计算机操作系统
实验名称 进程及其管理
班 级
学 号
姓 名
成 绩
指导教师 赵安科
实验日期 2015年5月21日
一．实验题目：进程及其管理
二．实验内容：设计一个简单的进程调度算法，模拟OS中的进程调度过程
三．实验要求：
① 进程数不少于5个；
② 进程调度算法任选；
最好选用动态优先数法，每运行一个时间片优先数减3
③ 用C++（或C）语言编程；
④ 程序运行时显示进程调度过程。
四．实验步骤：
① 设计PCB及其数据结构：
进程标识数：ID
进程优先数：PRIORITY（优先数越大，优先级越高）
进程已占用时间片：CPUTIME
进程尚需时间片：ALLTIME（一旦运行完毕，ALLTIME为0）
进程队列指针：NEXT，用来将PCB排成队列
进程状态：STATE（一般为就绪，不用）
② 设计进程就绪队列及数据结构；
③ 设计进程调度算法，并画出程序流程图；
④ 设计输入数据和输出格式；
结构格式：当前正运行的进程：0
当前就绪队列：2，1，3，4
⑤ 编程上机，验证结果。
五．实验说明：
假设调度前，系统中有5个进程，其初始状态如下：
① 以时间片为单位调度运行；
② 每次总是从ALLTIME中不为0，且PRIORITY最大的进程调度运行一个时间片；
③ 上述进程运行后其优先数减3，再修改其CPUTIME和ALLTIME，重复②，③
④ 直到所有进程的ALLTIME均变为0。
六．程序中所用数据结构及说明：
程序中定义了一个二维数组pc用于存储5个进程对应的属性，在程序动态执行的过程中随时修改各个进程对应的属性，直到所有进程消耗完时间片为止，同时为了更方便的了解进程执行的过程，添加了一个priority函数，用于动态的显示就绪队列进程的优先数（由大到小排列），以及对应的进程ID号，这样在程序执行的过程中，能清楚下一步该运行的就绪队列中的进程，更方便检查程序执行的过程中进程的调度是否有错误。
七．程序清单及描述：
#include<iostream.h>
void priority(int a,int b,int c,int d,int a1,int b1,int c1,int d1);//根据优先数判断排列就绪队列的优先级及进程ID
struct stu;//将优先数与对应的ID绑定
int main(void)
{
//id为进程的ID号，count为进程0消耗的时间片，count1为进程1消耗的时间片，count2为进程2消耗的时间片，count3为进程3消耗的时间片，
//count4为进程4消耗的时间片,二维数组pc为5个进程对应的属性
int id,count=0,count0=0,count1=0,count2=0,count3=0,count4=0,pc[5][5]={{0,1,2,3,4},{9,38,30,29,0},{0,0,0,0,0},{3,3,6,3,4},{1,1,1,1,1}};
while(pc[3][0]!=0||pc[3][1]!=0||pc[3][2]!=0||pc[3][3]!=0||pc[3][4]!=0)//循环终止的条件为所有进程的ALLTIME为0
{
int max=pc[1][0];
for(int i=0;i<5;i++)
{
if(pc[1][i]>=max&&pc[3][i]!=0)//将ALLTIME为0的进程排除掉
{
max=pc[1][i];//将最大的优先数赋值给max
id=i;//将对应的进程ID赋值给id
}
}
switch(id)//获得进程ID号，对应的PRIORITY减3，CPUTIME加1，ALLTIME减1
{
case 0:
{
pc[1][0]-=3;
pc[2][0]++;
pc[3][0]--;
cout<<"当前正在运行的进程ID为："<<id<<endl;
cout<<"当前进程已占用的时间片为："<<++count0<<endl;
priority(pc[1][1],pc[1][2],pc[1][3],pc[1][4],1,2,3,4);
break;
}
case 1:
{
pc[1][1]-=3;
pc[2][1]++;
pc[3][1]--;
cout<<"当前正在运行的进程ID为："<<id<<endl;
cout<<"当前进程已占用的时间片为："<<++count1<<endl;
priority(pc[1][0],pc[1][2],pc[1][3],pc[1][4],0,2,3,4);
break;
}
case 2:
{
pc[1][2]-=3;
pc[2][2]++;
pc[3][2]--;
cout<<"当前正在运行的进程ID为："<<id<<endl;
cout<<"当前进程已占用的时间片为："<<++count2<<endl;
priority(pc[1][0],pc[1][1],pc[1][3],pc[1][4],0,1,3,4);
break;
}
case 3:
{
pc[1][3]-=3;
pc[2][3]++;
pc[3][3]--;
cout<<"当前正在运行的进程ID为："<<id<<endl;
cout<<"当前进程已占用的时间片为："<<++count3<<endl;
priority(pc[1][0],pc[1][1],pc[1][2],pc[1][4],0,1,2,4);
break;
}
case 4:
{
pc[1][4]-=3;
pc[2][4]++;
pc[3][4]--;
cout<<"当前正在运行的进程ID为："<<id<<endl;
cout<<"当前进程已占用的时间片为："<<++count4<<endl;
priority(pc[1][0],pc[1][1],pc[1][2],pc[1][3],0,1,2,3);
break;
}
}
count++;
}
cout<<"5个进程总共运行的时间片数为："<<count<<endl;//输出5个进程消耗的总的时间片
return 0;
}
struct stu//将优先数与对应的ID绑定
{
int a;
int b;
};
//修改冒泡法排序，绑定优先数与对应的ID
void priority(int a,int b,int c,int d,int a1,int b1,int c1,int d1)//根据优先数判断排列就绪队列的优先级及进程ID
{
stu s[4]={{a,a1},{b,b1},{c,c1},{d,d1}};
int i,j,t,w,flag=1;
for(i=1;i<4&&flag==1;i++)
{
flag=0;
for(j=0;j<3;j++)
{
if(s[j].a<s[j+1].a)
{
flag=1;
t=s[j].a;
w=s[j].b;
s[j].a=s[j+1].a;
s[j].b=s[j+1].b;
s[j+1].a=t;
s[j+1].b=w;
}
}
}
cout<<"当前就绪队列优先权(从大到小)排序为："<<s[0].a<<","<<s[1].a<<","<<s[2].a<<","<<s[3].a<<endl;
cout<<"当前就绪队列ID(按优先权从大到小)排序为："<<s[0].b<<","<<s[1].b<<","<<s[2].b<<","<<s[3].b<<endl<<endl;
}
八．执行结果：
说明：四个截图为19个时间片动态的运行过程（包括当前正在运行的进程ID，就绪队列的优先数以及对应的进程ID，和当前正在运行的进程已消耗的时间片数），这样更利于了解进程动态调度的过程，方便检查。
结果分析：进程动态调度的过程与人工分析的结果一致，基本达到预期的目标。但程序中还有些不足，就是没有消除掉已运行完的进程（但其已被考虑到，排除在进程调度之外，对实验结果不造成影响），还须进一步的改进。
第二篇：(08信管)进程时间片轮转调度算法--操作系统实验报告
操作系统实验报告
—进程时间片轮转调度算法
一、 实验题目：
进程时间片轮转调度算法
二、 实验原理：
在多道程序系统中，一个作业被提交后必须经过处理机调度后，方能获得处理机执行。对调度的处理又都可采用不同的调度方式和调度算法。调度算法是指：根据系统的资源分配策略所规定的资源分配算法。
三、实验目的：
1、加深对进程概念的理解，明确进程和程序的区别。
2、深入系统如何组织进程、创建进程。
3、进一步认识如何实现处理器调度。
4、通过对进程调度算法的设计，深入理解进程调度的原理。
5、加深对时间片轮转调度算法的理解。
四、实验要求：
用C++语言编写程序完成单处理机的进程调度，要求采用时间片轮转调度算法。实验具体要求包括：首先确定作业控制块的内容和组成方式；然后完成作业调度；最后编写主函数，并对所做工作进行测试。
五、语言环境：
计算机基本配置要求：
操作系统：WIN 98/2000/XP/2003 等Windows平台
内存：256MB及以上
主存64KB（Memory）（以KB为单位分配）
开发语言：Visual C++ 6.0
五、数据结构
typedef struct jcb
{
char name[N];
int prio;
int round;
int cputime;
int needtime;
int count;
char state;
struct node *next;
}JCB
六、参考源程序
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <iostream.h>
typedef struct node
{
char name[10];
int prio;
int round;
int cputime;
int needtime;
int count;
char state;
struct node *next;
}PCB;
PCB *finish,*ready,*tail,*run; //队列指针
int N; //进程数
void firstin()
{
run=ready; //就绪队列头指针赋值给运行头指针
run->state='R'; //进程状态变为运行态]
ready=ready->next; //就绪队列头指针后移到下一进程
}
//输出标题函数
void prt1(char a)
{
if(toupper(a)=='P') //优先级法
cout<<" "<<endl;
cout<<"进程名 占用CPU时间 到完成还要的时间 轮转时间片 状态"<<endl;
}
//进程PCB输出
void prt2(char a,PCB *q)
{
if(toupper(a)=='P') //优先级法的输出
cout<<q->name<<" "<<q->cputime<<" "<<q->needtime<<" "<<
q->round<<" "<<q->state<<endl;
}
//输出函数
void prt(char algo)
{
PCB *p;
prt1(algo); //输出标题
if(run!=NULL) //如果运行指针不空
prt2(algo,run); //输出当前正在运行的PCB
p=ready; //输出就绪队列PCB
while(p!=NULL)
{
prt2(algo,p);
p=p->next;
}
p=finish; //输出完成队列的PCB
while(p!=NULL)
{
prt2(algo,p);
p=p->next;
}
getchar(); //按住任意键继续
}
//时间片轮转的插入算法
void insert(PCB *q)
{
PCB *p1,*s,*r;
s=q; //待插入的PCB指针
p1=ready; //就绪队列头指针
r=p1; //*r做pl的前驱指针
while(p1!=NULL)
if(p1->round<=s->round)
{
r=p1;
p1=p1->next;
}
if(r!=p1)
{
r->next=s;
s->next=p1;
}
else
{
s->next=p1; //否则插入在就绪队列的头
ready=s;
}
}
//优先级创建初
void create(char alg)
{
PCB *p;
int i,time;
char na[10];
ready=NULL;
finish=NULL;
run=NULL;
cout<<"输入进程名及其需要运行的时间："<<endl;
for(i=1;i<=N;i++)
{
p=new PCB;
cin>>na;
cin>>time;
strcpy(p->name,na);
p->cputime=0;
p->needtime=time;
p->state='W';
p->round=0;
if(ready!=NULL)
insert(p);
else
{
p->next=ready;
ready=p;
}
cout<<"输入进程名及其需要运行的时间："<<endl;
}
prt(alg);
run=ready;
ready=ready->next;
run->state='R';
}
void timeslicecycle(char alg)
{
while(run!=NULL)
{
run->cputime=run->cputime+10;
run->needtime=run->needtime-10;
run->round=run->round+10;
if(run->needtime<=0)
{
run->next=finish;
finish=run;
run->state='F';
run=NULL;
if(ready!=NULL)
firstin();
}
else
{
run->state='W';
insert(run);
firstin();
}
prt(alg);
}
}
//主函数
void main()
{
char algo='P'; //算法标记
cout<<"输入进程的个数：";
cin>>N; //输入进程数
create(algo); //创建进程
timeslicecycle(algo); //优先级法调度
} //main()
七、运行结果
1、输入数据
2、运行结果示例
（1）数据输入完成后的初始状态，进程标识为 x1的进程首先得到调度，运行10个时间单位。
（2）进程标识为x2的进程得到调度，从就绪态“W”改为运行态“R”，运行10个时间单位。
（3）进程标识为x3的进程得到调度，从就绪态“W”改为运行态“R”，运行10个时间单位。
（4）进程标识为x4的进程得到调度，从就绪态“W”改为运行态“R”，运行10个时间单位。
(5)进程标识为x5的进程得到调度，从就绪态“W” 改为运行态 “R”，运行10个时间单位。
（6）进程标识为x1的进程再次得到调度，从就绪态“W”改为运行态“R”，因进程x1只剩下5个单位时间，所以进程 x1只运行5个单位时间。
（6）进程标识为x2的进程得到调度，从就绪态“W”改为运行态“R”，运行10个时间单位。进程x1已运行完，从运行态“R”改为运行结束状态“F”。
（7）进程标识为x3的进程得到调度，从就绪态“W”改为运行态“R”，运行10个时间单位。
（8）进程标识为x4的进程得到调度，从就绪态“W”改为运行态“R”，运行10个时间单位。
（9）进程标识为x5的进程得到调度，从就绪态“W”改为运行态“R”，运行10个时间单位。
（10）进程标识为x2的进程得到调度，从就绪态“W”改为运行态“R”，运行5个时间单位。进程x5已运行完，从运行态“R”改为运行结束状态“F”。
(11）进程标识为x3的进程得到调度，从就绪态“W”改为运行态“R”，运行10个时间单位。进程x2已运行完，从运行态“R”改为运行结束状态“F”。
(12）进程标识为x4的进程得到调度，从就绪态“W”改为运行态“R”，运行10个时间单位。
(13）进程标识为x3的进程得到调度，从就绪态“W”改为运行态“R”，运行5个时间单位。进程x4已运行完，从运行态“R”改为运行结束状态“F”。
（14）所有进程都已运行完，状态都为“F”。
八、总结
在这次实验中,我能够正确分析实验过程和实验结果，思路清晰，能够比较好的理解进程按时间片轮转算法这一调度过程，加深了我对进程时间片轮转调度过程的理解。
但是还有很多不足。我自己的C++基础差，不能够自己编写这一调度算法的程序，只能通过网络和同学、老师的帮忙得到正确的程序编码；另外一开始输入进程运行需要的时间时，由于输入运行时间的数值较大，导致后面进程繁多，但后来及时改正，走了弯路，也增加了理解。
因此以后要加强自己在C++方面的学习，能够理解源程序；并且要多上机操作，多调试多尝试，争取能理解好了解透。
本次实验题需要详细阅读题目和不断地尝试才能找到简便的过程，能加强学生的上机操作能力。