第一篇：進(jìn)程調(diào)度實(shí)驗(yàn)報(bào)告
天津大學(xué)仁愛學(xué)院
實(shí)驗(yàn)類型：實(shí)驗(yàn)名稱：實(shí)驗(yàn)地點(diǎn)：
學(xué)生姓名：班 級(jí)：
操作系統(tǒng) 實(shí)驗(yàn)報(bào)告
必 修 實(shí)驗(yàn)日期：2014年4月18日進(jìn)程調(diào)度 二實(shí)驗(yàn)樓504 李帥帥 指導(dǎo)教師：張 磊 計(jì)科一班 計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)系
天津大學(xué)仁愛學(xué)院——計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)系——李帥帥
實(shí)驗(yàn)報(bào)告內(nèi)容：
1）實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>
用c語(yǔ)言編寫和調(diào)試一個(gè)進(jìn)程調(diào)度程序，以加深對(duì)進(jìn)程的概念及進(jìn)程調(diào)度算法的理解。
2）實(shí)驗(yàn)器材和設(shè)備
硬 件： 二實(shí)驗(yàn)樓504計(jì)算機(jī)
開發(fā)工具： Microsoft Visual C++ 6.0
3）實(shí)驗(yàn)任務(wù)
本實(shí)驗(yàn)?zāi)M單處理器系統(tǒng)的進(jìn)程調(diào)度，加深對(duì)進(jìn)程的概念及進(jìn)程調(diào)度算法的理解。用c語(yǔ)言編寫和調(diào)試一個(gè)進(jìn)程調(diào)度的算法程序，有一些簡(jiǎn)單的界面，能夠運(yùn)行，仿真操作系統(tǒng)中進(jìn)程調(diào)度的原理和過程。通過對(duì)調(diào)度算法的模擬，進(jìn)一步理解進(jìn)程的基本概念，加深對(duì)進(jìn)程運(yùn)行狀態(tài)和進(jìn)程調(diào)度
4）實(shí)驗(yàn)原理
無論是在批處理系統(tǒng)還是分時(shí)系統(tǒng)中，用戶進(jìn)程數(shù)一般都多于處理機(jī)數(shù)、這將導(dǎo)致它們互相爭(zhēng)奪處理機(jī)。另外，系統(tǒng)進(jìn)程也同樣需要使用處理機(jī)。這就要求進(jìn)程調(diào)度程序按一定的策略，動(dòng)態(tài)地把處理機(jī)分配給處于就緒隊(duì)列中的某一個(gè)進(jìn)程，以使之執(zhí)行。
基本狀態(tài)：1.等待態(tài)：等待某個(gè)事件的完成；
2.就緒態(tài)：等待系統(tǒng)分配處理器以便運(yùn)行； 3.運(yùn)行態(tài)：占有處理器正在運(yùn)行。
運(yùn)行態(tài)→等待態(tài) 往往是由于等待外設(shè)，等待主存等資源分配或等待人工干預(yù)而引起的。
等待態(tài)→就緒態(tài) 則是等待的條件已滿足，只需分配到處理器后就能運(yùn)行。運(yùn)行態(tài)→就緒態(tài) 不是由于自身原因，而是由外界原因使運(yùn)行狀態(tài)的進(jìn)程讓出處理器，這時(shí)候就變成就緒態(tài)。例如時(shí)間片用完，或有更高優(yōu)先級(jí)的進(jìn)程來?yè)屨继幚砥鞯取?/p>
就緒態(tài)→運(yùn)行態(tài) 系統(tǒng)按某種策略選中就緒隊(duì)列中的一個(gè)進(jìn)程占用處理器，此時(shí)就變成了運(yùn)行態(tài)
5）實(shí)驗(yàn)過程描述
a)打開Microsoft Visual C++ 6.0，創(chuàng)建工程。
b)根據(jù)要求用 c語(yǔ)言代碼實(shí)現(xiàn)應(yīng)用程序，并調(diào)試完成。c)運(yùn)行程序，根據(jù)提示輸入相應(yīng)的字符。
d)輸入實(shí)驗(yàn)測(cè)試內(nèi)容，并觀察執(zhí)行窗口顯示的過程。
天津大學(xué)仁愛學(xué)院——計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)系——李帥帥
q=(struct pcb *)malloc(sizeof(pcb));
cin>>q->name;
cin>>q->needtime;
q->cputime=0;
q->priority=P_TIME-q->needtime;
q->process=ready;
q->next=NULL;
if(i==0)
{
p=q;
t->next=q;
}
else
{
q->next=t->next;
t=q;
q=p;
}
i++;} return p;}
void display(pcb * p){ cout<<“name”<<“ ”<<“cputime”<<“needtime”<<“ ”<<“priority”<<“ ”
<<“state”< cout< name; cout<<“ ”; cout< cputime; cout<<“ ”; cout< needtime; cout<<“ ”; cout< priority; cout<<“ ”; switch(p->process) { case ready:cout<<“ready”< case execute:cout<<“execute”< case block:cout<<“block”< case finish:cout<<“finish”< } 天津大學(xué)仁愛學(xué)院——計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)系——李帥帥 void priority_cal(){ pcb * p;system(“cls”);p=get_process();int cpu=0;system(“cls”);while(!process_finish(p)){ cpu++; cout<<“cuptime:”< cpuexe(p); display(p); Sleep(1000);} printf(“All processes have finished,press any key to exit”);getch();} void display_menu(){ cout<<“nCHOOSE THE ALGORITHM:”< pcb *get_process_round(){ pcb *q;pcb *t;pcb *p;int i=0;t=(struct pcb *)malloc(sizeof(pcb));p=(struct pcb *)malloc(sizeof(pcb));cout<<“input name and time”< cin>>q->name; cin>>q->needtime; q->cputime=0; 天津大學(xué)仁愛學(xué)院——計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)系——李帥帥 { } } return t;} void set_state(pcb *p){ while(p){ if(p->needtime==0) { p->process=finish;//如果所需執(zhí)行時(shí)間為0，則設(shè)置運(yùn)行狀態(tài)為結(jié)束 } if(p->process==execute) { p->process=ready;//如果未執(zhí)行狀態(tài)則設(shè)置為就緒 } p->next;} }//設(shè)置隊(duì)列中進(jìn)程執(zhí)行狀態(tài) void display_round(pcb *p){ cout<<“NAME”<<“ ”<<“CPUTIME”<<“ ”<<“NEEDTIME”<<“ ”<<“COUNT”<<“ ”<<“ROUND” <<“ ”<<“STATE”< cout< name; cout<<“ ”; cout< cputime; cout<<“ ”; cout< needtime; cout<<“ ”; cout< count; cout<<“ ”; cout< round; cout<<“ ”; switch(p->process) { case ready:cout<<“ready”< case execute:cout<<“execute”< case finish:cout<<“finish”< 天津大學(xué)仁愛學(xué)院——計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)系——李帥帥 7）實(shí)驗(yàn)結(jié)果截圖 進(jìn)程調(diào)度算法模擬 專業(yè)：XXXXX 學(xué)號(hào)：XXXXX 姓名：XXX 實(shí)驗(yàn)日期：20XX年XX月XX日 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p> 通過對(duì)進(jìn)程調(diào)度算法的模擬加深對(duì)進(jìn)程概念和進(jìn)程調(diào)度算法的理解。 二、實(shí)驗(yàn)要求 編寫程序?qū)崿F(xiàn)對(duì)5個(gè)進(jìn)程的調(diào)度模擬，要求至少采用兩種不同的調(diào)度算法分別進(jìn)行模擬調(diào)度。 三、實(shí)驗(yàn)方法內(nèi)容 1.算法設(shè)計(jì)思路 將每個(gè)進(jìn)程抽象成一個(gè)控制塊PCB，PCB用一個(gè)結(jié)構(gòu)體描述。 構(gòu)建一個(gè)進(jìn)程調(diào)度類。將進(jìn)程調(diào)度的各種算法分裝在一個(gè)類中。類中存在三個(gè)容器，一個(gè)保存正在或未進(jìn)入就緒隊(duì)列的進(jìn)程，一個(gè)保存就緒的進(jìn)程，另一個(gè)保存已完成的進(jìn)程。還有一個(gè)PCB實(shí)例。主要保存正在運(yùn)行的進(jìn)程。類中其他方法都是圍繞這三個(gè)容器可以這個(gè)運(yùn)行中的PCB展開。 主要用到的技術(shù)是STL中的vector以維護(hù)和保存進(jìn)程容器、就緒容器、完成容器。 當(dāng)程序啟動(dòng)時(shí)，用戶可以選擇不同的調(diào)度算法。然后用戶從控制臺(tái)輸入各個(gè)進(jìn)程的信息，這些信息保存到進(jìn)程容器中。進(jìn)程信息輸入完畢后，就開始了進(jìn)程調(diào)度，每調(diào)度一次判斷就緒隊(duì)列是否為空，若為空則系統(tǒng)時(shí)間加一個(gè)時(shí)間片。判斷進(jìn)程容器中是否有新的進(jìn)程可以加入就緒隊(duì)列。2.算法流程圖 主程序的框架： 開始void FCFS();//先來先服務(wù)void SJF();//最短進(jìn)程優(yōu)先調(diào)度void RR();//簡(jiǎn)單時(shí)間片輪轉(zhuǎn)void PD();//最高優(yōu)先數(shù)優(yōu)先void PCBInput();//輸入進(jìn)程信息選擇調(diào)度算法輸入進(jìn)程信息將輸入容器中以滿足進(jìn)入條件的進(jìn)程調(diào)入就緒隊(duì)列void ProcessQueueProcess();//查看當(dāng)前時(shí)間下，有無進(jìn)程加入。若有則把該進(jìn)程調(diào)入就緒隊(duì)列按照選擇的算法開始選擇就緒隊(duì)列的進(jìn)程開始執(zhí)行void ProcessSelect();//若當(dāng)前就緒隊(duì)列不為空則根據(jù)選擇的調(diào)度算法開始調(diào)度,否則，系統(tǒng)時(shí)間加一個(gè)時(shí)間片.以等待新的進(jìn)程到判斷就緒容器和輸入容器是否為空!processScheduler.m_WaitQueue.empty()||!processScheduler.m_ProcessQueue.empt()Y打印各進(jìn)程信息進(jìn)行統(tǒng)計(jì)計(jì)算周轉(zhuǎn)時(shí)間等結(jié)束void PCBDisplay();//打印當(dāng)前狀況下。就緒隊(duì)列、完成隊(duì)列、運(yùn)行中的進(jìn)程信息void SchedulerStatistics();//調(diào)度統(tǒng)計(jì)，計(jì)算周轉(zhuǎn)時(shí)間等進(jìn)程調(diào)度過程： 開始為空判斷就緒隊(duì)列是否為空if(m_WaitQueue.empty())非空讓系統(tǒng)等待一個(gè)時(shí)間片TimePast()根據(jù)設(shè)定的調(diào)度算法從就緒隊(duì)列中調(diào)入一個(gè)進(jìn)程并執(zhí)行（此時(shí)進(jìn)程從就緒隊(duì)列中刪除，賦值到表示運(yùn)行中的成員變量中）void FCFS();//先來先服務(wù)void SJF();//最短進(jìn)程優(yōu)先調(diào)度void RR();//簡(jiǎn)單時(shí)間片輪轉(zhuǎn)void PD();//最高優(yōu)先數(shù)優(yōu)先進(jìn)程運(yùn)行一個(gè)時(shí)間片N是否達(dá)到該進(jìn)程停止運(yùn)行的條件Y選入的進(jìn)程狀態(tài)是否為“完成”如進(jìn)程已完成，或者分得的時(shí)間片個(gè)數(shù)已到ProcessRun()Yvector m_WaitQueue;//進(jìn)程就緒隊(duì)列進(jìn)程未完成，將進(jìn)程優(yōu)先數(shù)減一，并放回到就緒隊(duì)列中設(shè)置進(jìn)程完成時(shí)間，將該進(jìn)程放入完成隊(duì)列vector m_FinishQueue;//完成隊(duì)列結(jié)束 3.算法中用到的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) struct fcfs{ //先來先服務(wù)算法從這里開始 char name[10]; float arrivetime; float servicetime; float starttime; float finishtime; float zztime; float dqzztime; }; //定義一個(gè)結(jié)構(gòu)體，里面包含的有一個(gè)進(jìn)程相關(guān)的信息 4.主要的常量變量 vector m_ProcessQueue;//進(jìn)程輸入隊(duì)列 vector m_WaitQueue;//進(jìn)程就緒隊(duì)列 vector m_FinishQueue;//完成隊(duì)列 vector ::iterator m_iter;//迭代器 PCB m_runProcess;//運(yùn)行中的進(jìn)程 int m_ProcessCount;//進(jìn)程數(shù) float m_RunTime;//運(yùn)行時(shí)間 int m_tagIsRun;//是否在運(yùn)行標(biāo)志。表示正在運(yùn)行，表示沒有 float m_TimeSlice;//時(shí)間片大小 int m_TimeSliceCount;//指時(shí)間片輪轉(zhuǎn)中一次分到的時(shí)間片個(gè)數(shù) char m_SchedulerAlgorithm;//調(diào)度算法 5.主要模塊 void PCBInput();//輸入進(jìn)程信息 void PCBSort();//對(duì)進(jìn)程控制塊按照優(yōu)先級(jí)排序(采用冒泡排序)void ProcessSelect();//若當(dāng)前就緒隊(duì)列不為空則根據(jù)選擇的調(diào)度算法開始調(diào)度。否則，系統(tǒng)時(shí)間void PCBDisplay();//打印當(dāng)前狀況下。就緒隊(duì)列、完成隊(duì)列、運(yùn)行中的進(jìn)程信息 void ProcessRun();//進(jìn)程運(yùn)行一次。運(yùn)行時(shí)間加個(gè)時(shí)間片。并判斷進(jìn)程是否達(dá)到完成條件。若是則void ProcessQueueProcess();//查看當(dāng)前時(shí)間下，有無進(jìn)程加入。若有則把該進(jìn)程調(diào)入就緒隊(duì)列 void ProcessDispatch();//進(jìn)程分派，進(jìn)程執(zhí)行完成后決定進(jìn)程該進(jìn)入哪個(gè)隊(duì)列(就緒、完成)void TimePast(){ m_RunTime +=m_TimeSlice;ProcessQueueProcess();}//當(dāng)前系統(tǒng)時(shí)間加個(gè)時(shí)間void SchedulerStatistics();//調(diào)度統(tǒng)計(jì)，計(jì)算周轉(zhuǎn)時(shí)間等 void FCFS();//先來先服務(wù) void SJF();//最短進(jìn)程優(yōu)先調(diào)度 void RR();//簡(jiǎn)單時(shí)間片輪轉(zhuǎn) void PD();//最高優(yōu)先數(shù)優(yōu)先 加.以等待新的進(jìn)程到來 ProcessStatus='f'.否則為'w';片，并檢查是否有新的進(jìn)程加入 四、實(shí)驗(yàn)代碼 #include using namespace std; struct fcfs{ //先來先服務(wù)算法從這里開始 char name[10]; float arrivetime; float servicetime; float starttime; float finishtime; float zztime; float dqzztime; }; //定義一個(gè)結(jié)構(gòu)體，里面包含的有一個(gè)進(jìn)程相關(guān)的信息 fcfs a[100]; void input(fcfs *p,int N) { int i; cout< printf(“ 請(qǐng)您輸入進(jìn)程的名字 到達(dá)時(shí)間 服務(wù)時(shí)間:(例如: a 0 100)nn”); for(i=0;i<=N-1;i++) { printf(“ 請(qǐng)您輸入進(jìn)程%d的信息:t”,i+1); scanf(“ttt%s%f%f”,&p[i].name,&p[i].arrivetime,&p[i].servicetime); } } void Print(fcfs *p,float arrivetime,float servicetime,float starttime,float finishtime,float zztime,float dqzztime,int N) { int k; printf(“nn調(diào)用先來先服務(wù)算法以后進(jìn)程運(yùn)行的順序是: ”); printf(“%s”,p[0].name); for(k=1;k { printf(“-->%s”,p[k].name); } cout< printf(“n 具體進(jìn)程調(diào)度信息:n”); printf(“t進(jìn)程名 到達(dá)時(shí)間 服務(wù)時(shí)間 開始時(shí)間 結(jié)束時(shí)間 周轉(zhuǎn)時(shí)間 帶權(quán)周轉(zhuǎn)時(shí)間n”); for(k=0;k<=N-1;k++) { printf(“t%st%-.2ft %-.2ft %-.2ft %-.2ft %-.2ft %-.2fn”,p[k].name,p[k].arrivetime，p[k].servicetime,p[k].starttime,p[k].finishtime,p[k].zztime,p[k].dqzztime); } getchar(); //此處必須要有這個(gè)函數(shù)，否則就看不到顯示器上面的輸出，可以看到的結(jié)果只是一閃而過的一個(gè)框剪 } void sort(fcfs *p,int N)//排序 { for(int i=0;i<=N-1;i++) for(int j=0;j<=i;j++) if(p[i].arrivetime { fcfs temp; temp=p[i]; p[i]=p[j]; p[j]=temp; } } void deal(fcfs *p, float arrivetime,float servicetime,float starttime,float finishtime,float &zztime,float &dqzztime,int N) //運(yùn)行階段 { int k; for(k=0;k<=N-1;k++) { if(k==0) { p[k].starttime=p[k].arrivetime; p[k].finishtime=p[k].arrivetime+p[k].servicetime;} else { p[k].starttime=p[k-1].finishtime; p[k].finishtime=p[k-1].finishtime+p[k].servicetime;} } for(k=0;k<=N-1;k++) { p[k].zztime=p[k].finishtime-p[k].arrivetime; p[k].dqzztime=p[k].zztime/p[k].servicetime; } } void FCFS(fcfs *p,int N) { float arrivetime=0,servicetime=0,starttime=0,finishtime=0,zztime=0,dqzztime=0; sort(p,N); deal(p,arrivetime,servicetime,starttime,finishtime,zztime,dqzztime,N); Print(p,arrivetime,servicetime,starttime,finishtime,zztime,dqzztime,N); getchar(); } //先來先服務(wù)算法到此結(jié)束 struct sjf{//最短進(jìn)程優(yōu)先調(diào)度算法從這里開始 char name[10];float arrivetime;//到達(dá)時(shí)間 float servicetime;//運(yùn)行時(shí)間 float starttime; //開始時(shí)間 float finishtime; //完成時(shí)間 };sjf a1[100]; void input(sjf *p,int N1)//進(jìn)程信息輸入 { int i;cout< printf(“ 請(qǐng)您輸入進(jìn)程的名字 到達(dá)時(shí)間 服務(wù)時(shí)間:(例如: a 0 100)n”); for(i=0;i<=N1-1;i++){ printf(“ 請(qǐng)您輸入進(jìn)程%d的信息:t”,i+1); scanf(“ttt%s%f%f”,&p[i].name,&p[i].arrivetime,&p[i].servicetime);} } void Print(sjf *p,float arrivetime,float servicetime,float starttime,float finishtime,int N1)//最終結(jié)果輸出 { int k; printf(“nt調(diào)用最短進(jìn)程優(yōu)先調(diào)度算法以后進(jìn)程的調(diào)度順序?yàn)?”); printf(“%s”,p[0].name); for(k=1;k {printf(“-->%s”,p[k].name);} cout< printf(“n給個(gè)進(jìn)程具體調(diào)度信息如下:n”); printf(“nt進(jìn)程名t到達(dá)時(shí)間t運(yùn)行時(shí)間t開始時(shí)間t完成時(shí)間n”); for(k=0;k<=N1-1;k++) { printf(“ t%st %-.2ftt %-.2ftt %-.2ftt %-.2ftn”,p[k].name,p[k].arrivetime，p[k].servicetime,p[k].starttime,p[k].finishtime); } getchar(); } void sort(sjf *p,int N1)//排序 { for(int i=0;i<=N1-1;i++) for(int j=0;j<=i;j++) if(p[i].arrivetime { sjf temp; temp=p[i]; p[i]=p[j]; p[j]=temp; } } void deal(sjf *p, float arrivetime,float servicetime,float starttime,float finishtime,int N1)//運(yùn)行階段 { int k; for(k=0;k<=N1-1;k++) { if(k==0) { p[k].starttime=p[k].arrivetime; p[k].finishtime=p[k].arrivetime+float(p[k].servicetime)/60;} else { p[k].starttime=p[k-1].finishtime; p[k].finishtime=p[k-1].finishtime+float(p[k].servicetime)/60;} } } void sjff(sjf *p,int N1){ float arrivetime=0,servicetime=0,starttime=0,finishtime=0; sort(p,N1); for(int m=0;m {if(m==0) p[m].finishtime=p[m].arrivetime+float(p[m].servicetime)/60; else p[m].finishtime=p[m-1].finishtime+float(p[m].servicetime)/60; int i=0; for(int n=m+1;n<=N1-1;n++) { if(p[n].arrivetime<=p[m].finishtime) i++; } float min=p[m+1].servicetime; int next=m+1; for(int k=m+1;k { if(p[k+1].servicetime {min=p[k+1].servicetime; next=k+1;} } sjf temp; temp=p[m+1]; p[m+1]=p[next]; p[next]=temp; } deal(p,arrivetime,servicetime,starttime,finishtime,N1); Print(p,arrivetime,servicetime,starttime,finishtime,N1); getchar();}//最短進(jìn)程優(yōu)先調(diào)度算法到這里結(jié)束 char menu()//用來輸出相關(guān)信息的函數(shù) { char cse1; while(1) { system(“cls”); fflush(stdin); cout< cout< cout<<“t”<<“|| <<<<<<<<<<<<歡<<<<<<<<<<< >>>>>>>>>>>>迎>>>>>>>>>>> ||”< cout<<“t”<<“|| ||”< cout<<“t”<<“||”<<“t 進(jìn)程調(diào)度算法模擬”<<“tt”<<“||”< cout<<“t”<<“|| ||”< cout<<“t”<<“||”<<“tt 1.先來先服務(wù)調(diào)度算法 ”<<“tt”<<“||”< cout<<“t”<<“|| ||”< cout<<“t”<<“||”<<“tt 2.最短進(jìn)程優(yōu)先調(diào)度算法”<<“tt”<<“||”< cout<<“t”<<“|| ||”< cout<<“t”<<“|| <<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<您>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>> ||”< cout< cout< cout<<“tt 請(qǐng)輸入您的選擇（1/2）：”; cse1=getchar(); if(cse1<'1'||cse1>'2') cout<<“你的輸入有錯(cuò)！”< else break; } return cse1;} int main(int argc, char *argv[]){ while(1) { switch(menu()) { case '1': int N; cout< cout< printf(“tt<<---！!@@@先來先服務(wù)調(diào)度算法@@@！!--->>n”); cout< printf(“輸入進(jìn)程數(shù)目:”); scanf(“%d”,&N); input(a,N); FCFS(a,N); case '2': int N1; cout< cout< printf(“tt<<---！!@@@最短進(jìn)程優(yōu)先調(diào)度算法@@@！!--->>n”); cout< printf(“輸入進(jìn)程數(shù)目: ”); scanf(“%d”,&N1); input(a1,N1); sjf *b=a1; sjf *c=a1; sjff(b,N1); getchar(); } } system(“PAUSE”); return EXIT_SUCCESS;} 五、實(shí)驗(yàn)結(jié)果 1.執(zhí)行結(jié)果 2.結(jié)果分析 先來先服務(wù)調(diào)度算法就是根據(jù)進(jìn)程達(dá)到的時(shí)間為依據(jù)，哪一個(gè)進(jìn)程先來那么該進(jìn)程就會(huì)先執(zhí)行；最短進(jìn)程優(yōu)先調(diào)度算法則是以每個(gè)進(jìn)程執(zhí)行所需時(shí)間長(zhǎng)短為依據(jù)，某一個(gè)進(jìn)程執(zhí)行所需花的時(shí)間要短些那么該進(jìn)程就先執(zhí)行。以上就是本次進(jìn)程調(diào)度實(shí)驗(yàn)的依據(jù)。 六、實(shí)驗(yàn)總結(jié) 通過本次實(shí)驗(yàn)了解到算法很重要，又更加明白算法本身可以節(jié)約時(shí)間，而且不同的函數(shù)之間在調(diào)用的時(shí)候要注意很多的問題。 操作系統(tǒng)課程設(shè)計(jì) 進(jìn) 程 調(diào) 度 實(shí) 踐 報(bào) 告 姓名： 董宇超 班級(jí)：計(jì)算機(jī)一班 學(xué)號(hào)：0906010124 目錄： ? 實(shí)踐內(nèi)容 ? 實(shí)踐目的及意義 ? 功能設(shè)計(jì)及數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) ? 調(diào)試運(yùn)行及測(cè)設(shè)分析 ? 存在的問題及改進(jìn)設(shè)想 ? 實(shí)踐體會(huì) ? 總結(jié) ? 參考文獻(xiàn) 正文： 1.實(shí)踐內(nèi)容： 2.3.在多道程序運(yùn)行環(huán)境下，進(jìn)程數(shù)目一般多于處理機(jī)數(shù)目，使得進(jìn)程要通過競(jìng)爭(zhēng)來使用處理機(jī)。這就要求系統(tǒng)能按某種算法，動(dòng)態(tài)地把處理機(jī)分配給就緒隊(duì)列中的一個(gè)進(jìn)程，使之運(yùn)行，分配處理機(jī)的任務(wù)是由進(jìn)程調(diào)度程序完成的。一個(gè)進(jìn)程被創(chuàng)建后，系統(tǒng)為了便于對(duì)進(jìn)程進(jìn)行管理，將系統(tǒng)中的所有進(jìn)程按其狀態(tài)，將其組織成不同的進(jìn)程隊(duì)列。于是系統(tǒng)中有運(yùn)行進(jìn)程隊(duì)列、就緒隊(duì)列和各種事件的進(jìn)程等待隊(duì)列。進(jìn)程調(diào)度的功能就是從就緒隊(duì)列中挑選一個(gè) 進(jìn)程到處理機(jī)上運(yùn)行。進(jìn)程調(diào)度的算法有多種，常用的有先來先服務(wù)算法、時(shí)間片輪轉(zhuǎn)算法。 采用先來先服務(wù)及時(shí)間片輪轉(zhuǎn)算法進(jìn)行進(jìn)程調(diào)度，編程模擬。實(shí)踐目的： ·要求設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)模擬進(jìn)程調(diào)度的算法：時(shí)間片輪轉(zhuǎn)及先來先服務(wù)。·理解進(jìn)程控制塊的結(jié)構(gòu)。·理解進(jìn)程運(yùn)行的并發(fā)性。·掌握進(jìn)程調(diào)度算法。功能設(shè)計(jì)： 1)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)： class PCB { string ProcessName;// 進(jìn)程名字 int Time;// 進(jìn)程需要時(shí)間 int LeftTime;// 進(jìn)程運(yùn)行一段時(shí)間后還需要的時(shí)間 } 2)功能函數(shù)： void Copy(Process proc1, Process proc2);// 把proc2賦值給proc1 void sort(Process pr[], int size);// 此排序后按需要的cpu 時(shí)間從小到大排列 void Fcfs(Process pr[], int num);// 先來先服務(wù)算法 void TimeTurn(Process process[], int num, int Timepice);// 時(shí) 間片輪轉(zhuǎn)算法 源代碼： #include }; void Copy(PCB proc1, PCB proc2);// 把proc2賦值給proc1 void sort(PCB pr[], int size);// 此排序后按需要的cpu時(shí)間從小到大排列 void Fcfs(PCB pr[], int num);// 先來先服務(wù)算法 void TimeTurn(PCB process[], int num, int Timepice);// 時(shí)間片輪轉(zhuǎn)算法 void main(){ int a;cout< process[Size];int num;int TimePice; cout<<“輸入進(jìn)程個(gè)數(shù):”< } for(int i=0;i< num;i++)//輸入進(jìn)程信息 { } for(int k=0;k cout< int LeftTime;// 進(jìn)程運(yùn)行一段時(shí)間后還需要的時(shí)間 } { } else if(a==2)//時(shí)間片輪轉(zhuǎn)調(diào)度 { } cout<<“進(jìn)程名”<<“ 剩余時(shí)間”<<“ 狀態(tài)”< CPU時(shí)間 ”<<“ 狀態(tài)”< } void sort(PCB pr[], int size)// 以進(jìn)程時(shí)間從低到高排序 {// 直接插入排序 } /* 先來先服務(wù)算法的實(shí)現(xiàn)*/ void Fcfs(PCB process[], int num){ // process[] 是輸入的進(jìn)程，num是進(jìn)程的數(shù)目 while(true){ if(num==0){ } if(process[0].LeftTime==0)//由于第一個(gè)進(jìn)程總是在運(yùn)行，所以每次都只判斷process[0].LeftTime { cout<<“ 所有進(jìn)程都已經(jīng)執(zhí)行完畢!”< } PCB temp;temp = pr[i];int j=i; while(j>0 && temp.Time < pr[j-1].Time){ } pr[j] = temp;pr[j] = pr[j-1];j--;proc1.ProcessName =proc2.ProcessName;proc1.Time =proc2.Time; } } cout<<“ 進(jìn)程”< } else if(process[0].LeftTime > 0){ cout< 運(yùn)行”;cout< for(int s=1;s } cout<<“ ”< “< 等待”< /* 時(shí)間片輪轉(zhuǎn)調(diào)度算法實(shí)現(xiàn)*/ void TimeTurn(PCB process[], int num, int Timepice){ while(true){ if(num==0){ } if(process[0].LeftTime==0)//由于第一個(gè)進(jìn)程總是在運(yùn)行，所以每次都只判斷process[0].LeftTime { cout<<“ 進(jìn)程”< } } num--;if(process[num-1].LeftTime ==0){ } else if(process[0].LeftTime > 0){ cout< } PCB temp;//中間變量 temp = process[0];for(int j=0;j 等待”< 就緒”< process[0].LeftTime=process[0].LeftTime-Timepice;if(process[0].LeftTime<=0)//當(dāng)剩余時(shí)間小于零時(shí)，做零處理 process[0].LeftTime=0;cout<<“ ”< “< 運(yùn)行”< for(int s=1;s cout<<” 進(jìn)程“ << process[num-1].ProcessName <<” 已經(jīng)執(zhí)行完畢!"< } // while 4.調(diào)試運(yùn)行： 運(yùn)行開始后出現(xiàn)如下界面： 按提示選擇1/2； ? 先選1，進(jìn)行FCFS調(diào)度： ? 若選2，進(jìn)行時(shí)間片輪轉(zhuǎn)調(diào)度： 5.存在的問題： 由于初次做操作系統(tǒng)模擬實(shí)驗(yàn)，所以程序設(shè)計(jì)中存在很多問題，例如定義好PCB后，各種指針的使用，使得程序甚是復(fù)雜，再加上隊(duì)列指針，而且指針錯(cuò)誤在調(diào)試的時(shí)候不提示錯(cuò)誤，只是編好的程序看似沒有錯(cuò)誤，卻在執(zhí)行時(shí)出現(xiàn)異常而中斷，由于使用指針使得程序龐大檢查改正困難，無法發(fā)現(xiàn)隱藏的錯(cuò)誤，只是程序無法進(jìn)行下去。 最終本程序選擇數(shù)組保存PCB信息，存儲(chǔ)和調(diào)用都簡(jiǎn)單化。 改進(jìn)之處：學(xué)習(xí)指針，并且使用三個(gè)隊(duì)列，就緒隊(duì)列，運(yùn)行隊(duì)列，完成隊(duì)列，使得進(jìn)程調(diào)度模擬更加清晰。 還有一些簡(jiǎn)單的以解決的問題，不一一列舉了。 6.實(shí)踐心得體會(huì)： 通過這次實(shí)踐學(xué)會(huì)了不少內(nèi)容，更深的理解了進(jìn)程調(diào)度的幾種算法，而且學(xué) 會(huì)了系統(tǒng)的編寫程序，而不是只編寫幾個(gè)功能函數(shù)。在編程過程中，需要 查閱各種資料，并且學(xué)習(xí)前人的編寫方法，找出優(yōu)劣，然后形成自己的思想，最終完成程序的編寫。 通過模擬進(jìn)程調(diào)度的兩種算法，懂得了各種算法在不同情況下的作用。選擇 一個(gè)好的調(diào)度算法可以是計(jì)算機(jī)在執(zhí)行龐大的作業(yè)時(shí)井井有條，并且使用時(shí) 間很短。 在模擬過程中出現(xiàn)過好多問題，有的解決了，有的還未解決，不管如何都是 一種收獲，編寫功能函數(shù)時(shí)總會(huì)出現(xiàn)參數(shù)調(diào)用錯(cuò)誤的情況，通過分析解決了。在指針指向的問題上，覺得很復(fù)雜，最終沒有解決。 7.總結(jié)： 為期一周的操作系統(tǒng)實(shí)踐課結(jié)束了，編寫了包含有兩種調(diào)度算法的進(jìn)程 調(diào)度模擬程序，兩種程序各有優(yōu)劣，F(xiàn)CFS調(diào)度算法是按照進(jìn)程進(jìn)入系統(tǒng)的時(shí) 間先后被CPU選擇創(chuàng)建的，這種算法易于實(shí)現(xiàn)，但效率不高，只顧及到進(jìn)程 的等候時(shí)間，沒考慮要求服務(wù)的時(shí)間長(zhǎng)短，相比SJF算法不利于較短的作業(yè)。本程序的另一種調(diào)度算法是RR算法，它在調(diào)度是是為每個(gè)進(jìn)程分配時(shí)間片，當(dāng)時(shí)間片用完時(shí)，進(jìn)程便排到隊(duì)尾以便下次分配，這種調(diào)度策略可以防止那 些很少使用設(shè)備的進(jìn)程長(zhǎng)時(shí)間占用處理器，導(dǎo)致要使用設(shè)備的那些進(jìn)程沒機(jī) 會(huì)啟動(dòng)設(shè)備。 在編寫程序的同時(shí)，還學(xué)習(xí)了進(jìn)程調(diào)度的其他算法，明白了它們各自的優(yōu)劣，懂得了計(jì)算機(jī)在調(diào)度進(jìn)程時(shí)的取舍。 8.參考文獻(xiàn)： 1.操作系統(tǒng)教程（第4版）…………孫鐘秀 主編 高等教育出版社； 2.算法與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)-C語(yǔ)言描述（第2版）……張乃孝 主編 高等教育出版社； 3.網(wǎng)絡(luò)資源； 實(shí)驗(yàn)二 進(jìn)程的創(chuàng)建 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p> 熟悉進(jìn)程的創(chuàng)建過程，了解系統(tǒng)調(diào)用函數(shù)fork()和 execl()。 二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 1、閱讀實(shí)例代碼fork1，并編輯、編譯、運(yùn)行，記錄程序的運(yùn)行結(jié)果，嘗試給出合理的解釋，查閱有關(guān)資料，掌握系統(tǒng)調(diào)用fork()的用法，返回值的意義。 2、閱讀實(shí)例代碼fork2，并編輯、編譯、運(yùn)行，記錄程序的運(yùn)行結(jié)果，嘗試給出合理的解釋，查閱有關(guān)資料，掌握在程序中運(yùn)行一個(gè)操作系統(tǒng)命令和運(yùn)行一個(gè)程序的方法。 3、修改fork2，使之能把運(yùn)行的命令和程序作為參數(shù)傳給fork2。 三、設(shè)計(jì)思想 1、程序框架 pid =-1 pid = 0 pid > 0 2、用到的文件系統(tǒng)調(diào)用函數(shù) fork()和 execl() 四、調(diào)試過程 1、測(cè)試數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)（1）fork1 命名程序1： 編寫程序1： 編譯程序1： 運(yùn)行程序1： (2)fork2 編寫程序2： 運(yùn)行程序2： (3)修改fork2 編寫修改程序2： 修改后的運(yùn)行結(jié)果： 2、測(cè)試結(jié)果分析 （1）對(duì)于程序1：因?yàn)橄到y(tǒng)調(diào)用fork()函數(shù)是一次調(diào)用兩次返回值，而且先生成子進(jìn)程還是父進(jìn)程是不確定的，所以第一次執(zhí)行生成子進(jìn)程的時(shí)候返回的pid = 0，判斷pid!=-1，所以輸出了I’m the child.I’m the parent.第二次，執(zhí)行父進(jìn)程的時(shí)候，返回的是子進(jìn)程的進(jìn)程號(hào)pid > 0，即pid的值仍然不為-1，所以又輸出了一次I’m the child.I’m the parent。 （2）對(duì)于程序2：第一次調(diào)用fork()函數(shù)時(shí)，由于執(zhí)行的是子進(jìn)程還是父進(jìn)程是隨機(jī)的，所以第一次對(duì)父進(jìn)程返回的是子進(jìn)程的進(jìn)程號(hào)（大于0），即pid > 0，所以輸出I’m the parent.Program end.當(dāng)?shù)诙螆?zhí)行子進(jìn)程時(shí)返回值是0，即pid = 0，所以輸出I’m the child.并調(diào)用了execl()函數(shù)，查看了指定路徑中的文件。 （3）對(duì)于修改后的程序2：改變了系統(tǒng)調(diào)用execl()中參數(shù)的文件路徑和可執(zhí)行文件名，即可在程序fork2.c中執(zhí)行另一個(gè)程序wyf.c（但要注意可執(zhí)行文件名是123）。 五、總結(jié) 1、調(diào)試過程中遇到的主要問題及解決過程 運(yùn)行程序2的時(shí)候如果不加execl()函數(shù)的頭文件 2、體會(huì)和收獲 通過這次實(shí)驗(yàn)我進(jìn)一步熟悉了linux系統(tǒng)，也學(xué)會(huì)了進(jìn)程的創(chuàng)建過程和返回值的意義。同時(shí)學(xué)會(huì)了一個(gè)新的系統(tǒng)調(diào)用函數(shù)execl()及其頭文件和參數(shù)類型。也學(xué)會(huì)了在編寫完程序之后，不僅可以用 :wq 保存并退出，也可以用快捷鍵 shift + zz。 六、附錄：源程序代碼（另附） 一.實(shí)驗(yàn)?zāi)康募皩?shí)驗(yàn)環(huán)境 1.實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p> 通過觀察、分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，深入理解進(jìn)程及進(jìn)程在調(diào)度執(zhí)行和內(nèi)存空間等方面的特點(diǎn)，掌握在POSIX 規(guī)范中fork和kill系統(tǒng)調(diào)用的功能和使用。2.實(shí)驗(yàn)環(huán)境 （1）硬件 ? CPU：I7-4500U ? 內(nèi)存：8G DDR3 1600 ? 顯示器：華碩筆記本顯示器 ? 硬盤空間：80G （2）軟件 ? 虛擬機(jī)名稱及版本：非虛擬機(jī) ? 操作系統(tǒng)名稱及版本：Ubuntu Kylin 16.04 ? 編譯器：gcc 二.實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 1、實(shí)驗(yàn)前準(zhǔn)備工作 學(xué)習(xí)man 命令的用法，通過它查看fork 和kill 系統(tǒng)調(diào)用的在線幫助，并閱讀參考資料，學(xué)會(huì)fork 與kill 的用法，復(fù)習(xí)C 語(yǔ)言的相關(guān)內(nèi)容。 2、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 根據(jù)下發(fā)的Linux進(jìn)程管理實(shí)驗(yàn)PPT內(nèi)容，將實(shí)驗(yàn)代碼補(bǔ)充完整。并考慮： 先猜想一下這個(gè)程序的運(yùn)行結(jié)果。假如運(yùn)行“./process 20”，輸出會(huì)是什么樣？然后按照注釋里的要求把代碼補(bǔ)充完整，運(yùn)行程序。可以多運(yùn)行一會(huì)兒，并在此期間啟動(dòng)、關(guān)閉一些其它進(jìn)程，看process 的輸出結(jié)果有什么特點(diǎn)，記錄下這個(gè)結(jié)果。開另一個(gè)終端窗口，運(yùn)行“ps aux|grep process”命令，看看process 究竟啟動(dòng)了多少個(gè)進(jìn)程。回到程序執(zhí)行窗口，按“數(shù)字鍵+回車”嘗試殺掉一兩個(gè)進(jìn)程，再到另一個(gè)窗口看進(jìn)程狀況。按q 退出程序再看進(jìn)程情況。 3、回答問題 編寫、編譯、鏈接、執(zhí)行實(shí)驗(yàn)內(nèi)容設(shè)計(jì)中的代碼，并回答如下問題： 1）你最初認(rèn)為運(yùn)行結(jié)果會(huì)怎么樣？ 手動(dòng)輸入進(jìn)程數(shù)，選擇輸入要?dú)⑺赖倪M(jìn)程編號(hào)，按q殺死所有進(jìn)程。需手動(dòng)輸入進(jìn)程數(shù)，然后鍵入編號(hào)殺死進(jìn)程，鍵入q殺死父進(jìn)程即殺死2）實(shí)際的結(jié)果什么樣？有什么特點(diǎn)？試對(duì)產(chǎn)生該現(xiàn)象的原因進(jìn)行分析。所有進(jìn)程。 3）proc_number 這個(gè)全局變量在各個(gè)子進(jìn)程里的值相同嗎？為什么？ 不相同，proc_number是存儲(chǔ)各個(gè)子進(jìn)程的編號(hào)的，所以在各個(gè)子進(jìn)程中 是不同的。 4）kill 命令在程序中使用了幾次？每次的作用是什么？執(zhí)行后的現(xiàn)象是什么？ 使用了2次，第一次是在while循環(huán)中的if語(yǔ)句中使用，用來殺死用戶鍵入的指定進(jìn)程。第二次是殺死父進(jìn)程，回到程序的開始。 5）使用kill 命令可以在進(jìn)程的外部殺死進(jìn)程。進(jìn)程怎樣能主動(dòng)退出？這兩種退出方式哪種更好一些？ 調(diào)用return 函數(shù)或exit函數(shù)都可以正常退出，而使用kill函數(shù)是異常退出，使用正常退出的方法比較好。 6）寫出fork（）和kill（）函數(shù)原型，并解釋函數(shù)的功能和參數(shù)的含義？ 原型： #include 功能： 一個(gè)現(xiàn)有進(jìn)程可以調(diào)用fork函數(shù)創(chuàng)建一個(gè)新進(jìn)程。由fork創(chuàng)建的新進(jìn)程被稱為子進(jìn)程。fork函數(shù)被調(diào)用一次但返回兩次。兩次返回的唯一區(qū)別是子進(jìn)程中返回0值而父進(jìn)程中返回子進(jìn)程ID。原型：#include int kill(pid_t pid, int sig); 功能： 向某個(gè)進(jìn)程傳遞一個(gè)信號(hào) 7）ps aux|grep process命令功能是什么？并解釋結(jié)果的含義。 ps命令是最基本進(jìn)程查看命令.使用該命令可以確定有進(jìn)程正在運(yùn)行數(shù)量和運(yùn)行的狀態(tài)、進(jìn)程是否結(jié)束、是否有僵尸進(jìn)程、進(jìn)程占用的資源。grep命令查看某進(jìn)程的狀態(tài)并打印在屏幕上，ps aux是顯示所有進(jìn)程和他們的狀態(tài)。ps aux輸出格式： USER PID %CPU %MEM VSZ RSS TTY STAT START TIME COMMAND 三．方案設(shè)計(jì) 每創(chuàng)建一個(gè)子進(jìn)程時(shí)，將其pid存儲(chǔ)在數(shù)組pid[i]中，i存儲(chǔ)在proc_number中，然后調(diào)用死循環(huán)函數(shù)do_something()，輸出該進(jìn)程的proc_number，當(dāng)輸入數(shù)字是主進(jìn)程執(zhí)行kill(pid[pid-48],SIGTERM)，殺死ch-48進(jìn)程。當(dāng)輸入q時(shí)循環(huán)退出，kill(0,SIGTERM),殺死本組所有進(jìn)程，程序退出。 #include 四．測(cè)試數(shù)據(jù)及運(yùn)行結(jié)果 注釋：由于我的電腦運(yùn)行這段代碼報(bào)錯(cuò)，所以我和我組高宏偉同學(xué)使用的是同一實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，同一代碼。五．總結(jié) 1． 實(shí)驗(yàn)過程中遇到的問題及解決辦法； 實(shí)驗(yàn)中由于代碼中的大部分已經(jīng)給出，只需填寫重要部分。遇到了不懂fork的返回值，所以if和else語(yǔ)句會(huì)同時(shí)執(zhí)行，知道了fork的原理后，fork會(huì)返回兩個(gè)值一個(gè)到子進(jìn)程，一個(gè)到父進(jìn)程。2． 對(duì)設(shè)計(jì)及調(diào)試過程的心得體會(huì)。 本次實(shí)驗(yàn)學(xué)會(huì)了創(chuàng)建進(jìn)程命令fork和殺死進(jìn)程命令kill。在開始的時(shí)候不理解fork 和kill的原理，有點(diǎn)懵。后來通過看書和上網(wǎng)查詢知道了fork和kill的原理后明白了代碼要填寫的空白。六．附錄：源代碼（電子版） #include #define MAX_CHILD_NUMBER 10 #define SLEEP_INTERVAL 2 int proc_number=0;void do_something(); int main(int argc,char* argv[]){ int child_proc_number=MAX_CHILD_NUMBER;int i,ch;pid_t child_pid; pid_t pid[10]={0};if(argc>1){ child_proc_number = atoi(argv[1]); child_proc_number =(child_proc_number>10)?10:child_proc_number; for(i=0;i child_pid=fork(); proc_number=i; if(child_pid==0){do_something(); }else if(child_pid>0){ pid[i]=child_pid; printf(“A Parent process,the pid is %dn”,getpid()); } } printf(“input the number you want to killn”); while((ch=getchar())!='q') { if(isdigit(ch)){ ch=(int)ch-48; if(kill(pid[ch],SIGKILL)<0){ perror(“kill”); exit(1); }else{ printf(“process %d has been killed!nn”,pid[ch]); } }else{ printf(“is not digitn”); } getchar(); printf(“input the number you want to kill:n”); } kill(0,SIGTERM);} return 0;} void do_something(){ for(;;){ printf(“This is process No.%*dn”,proc_number+3,proc_number); sleep(SLEEP_INTERVAL);} }第二篇：操作系統(tǒng)進(jìn)程調(diào)度算法模擬實(shí)驗(yàn)報(bào)告
第三篇：進(jìn)程調(diào)度
第四篇：進(jìn)程創(chuàng)建實(shí)驗(yàn)報(bào)告
第五篇：操作系統(tǒng)進(jìn)程調(diào)度實(shí)驗(yàn)
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