时间片轮转调度算法实验报告材料.docx

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时间片轮转调度算法实验报告材料

xx大学 操作系统 实验报告

姓名:

学号:

班级:

实验日期:

实验名称:

时间片轮转RR进程调度算法

实验二时间片轮转RR进程调度算法

1.实验目的:

通过这次实验,理解时间片轮转RR进程调度算法的运行原理,进一步掌握进程状态的转变、进程调度的策略及对系统性能的评价方法。

2.需求分析

(1)输入的形式和输入值的范围;

输入:

进程个数n范围:

0

时间片q

依次输入(进程名

进程到达时间

进程服务时间)

(2)输出的形式

进程名

到达时间

服务时间

完成时间

周转时间

带权周转时间

所有进程平均周转时间:

所有进程平均带权周转时间:

(3)程序所能达到的功能

1)进程个数n,输入时间片大小q,每个进程的到达时间T1,…,Tn和服务时间S1,…,Sn。

2)要求时间片轮转法RR调度进程运行,计算每个进程的周转时间和带权周转时间,并且计算所有进程的平均周转时间和带权平均周转时间;

3)输出:

模拟整个调度过程,输出每个时刻的进程运行状态;

4)输出:

输出计算出来的每个进程的周转时间、带权周转时间、所有进程的平均周转时间以及带权平均周转时间。

(4)测试数据,包括正确的输入及其输出结果和含有错误的输入及其输出结果。

正确输入:

 

错误输入:

 

2、概要设计

所有抽象数据类型的定义:

staticintMaxNum=100

intArrivalTime//到达时间

intServiceTime//服务时间

intFinishedTime//结束时间

intWholeTime//周转时间

doubleWeightWholeTime//带权周转时间

doubleAverageWT//平均周转时间

doubleAverageWWT//平均带权周转时间

主程序的流程:

●变量初始化

●接受用户输入的n,q,T1…..Tn,S1….Sn;

●进行进程调度,计算进程的开始运行时间、结束时间、执行顺序、周转时间、带权周转时间;

●计算所有进程的平均周转时间、平均带权周转时间;

●按照格式输出调度结果。

各程序模块之间的层次(调用)关系

Main函数通过对Input函数进行调用,对函数的成员变量进行赋值,再通过RRAlgorithm函数求出题目要求的各个数据结果,最后通过display函数对结果进行格式输出。

3、详细设计

实现程序模块的具体算法。

voidRRAlgorithm()

{

charprocessMoment[100];//存储每个时间片p对应的进程名称

RRqueue.push(RRarray[0]);

intprocessMomentPoint=0;

intCurrentTime=0;

inttempTime;//声明此变量控制CurrentTime的累加时间,当前进程的服务时间小于时间片q的时候,起到重要作用

inti=1;//指向还未处理的进程的下标

intfinalProcessNumber=0;//执行RR算法后,进程的个数

intprocessTime[50];

//CurrentTime的初始化

if(RRarray[0].ServiceTime>=q)

{

CurrentTime=q;

}

else

{

CurrentTime=RRarray[0].ServiceTime;

}

while(!

RRqueue.empty())

{

for(intj=i;j

{

if(RRarray[j].name!

=NULL&&CurrentTime>=RRarray[j].ArrivalTime)

{

RRqueue.push(RRarray[j]);

i++;

}

}

if(RRqueue.front().ServiceTime

{

tempTime=RRqueue.front().ServiceTime;

}

else

{

tempTime=q;

}

RRqueue.front().ServiceTime-=q;//进程每执行一次,就将其服务时间-q

//将队首进程的名称放入数组中

processMoment[processMomentPoint]=RRqueue.front().name;

processMomentPoint++;

processTime[finalProcessNumber]=tempTime;

finalProcessNumber++;

if(RRqueue.front().ServiceTime<=0)//把执行完的进程退出队列

{

//RRqueue.front().FinishedTime=CurrentTime;

RRqueue.pop();//如果进程的服务时间小于等于,即该进程已经服务完了,将其退栈

}

else

{

//将队首移到队尾

RRqueue.push(RRqueue.front());

RRqueue.pop();

}

CurrentTime+=tempTime;

}

//进程输出处理每个时间段对应的执行的进程

cout<<"各进程的执行时刻信息:

"<

cout<<""<<"0时刻-->"<

(2)<

processTime[finalProcessNumber]=0;

inttime=processTime[0];

intcount=0;

for(i=0;i

{

count=0;

cout<

while(RRarray[count].name!

=processMoment[i]&&count

{

count++;

}

RRarray[count].FinishedTime=time;

if(i

{

cout<"<

(2)<

time+=processTime[i+1];

}

}

cout<

//周转时间、带权周转时间、平均周转时间、带权平均周转时间的计算

//1.周转时间=完成时间-到达时间

//2.带权周转时间=周转时间/服务时间

for(i=0;i

{

RRarray[i].WholeTime=RRarray[i].FinishedTime-RRarray[i].ArrivalTime;

RRarray[i].WeightWholeTime=(double)RRarray[i].WholeTime/RRarray[i].ServiceTime;

}

doublex=0,y=0;

for(i=0;i

{

x+=RRarray[i].WholeTime;

y+=RRarray[i].WeightWholeTime;

}

AverageWT=x/n;

AverageWWT=y/n;

}

 

4、调试分析

(1)调试过程中遇到的问题以及解决方法,设计与实现的回顾讨论和分析

在算法设计时,由于一开始不知道如何将位于队首的进程,在执行完后如何移至队尾进行循环,所以思考了很久,后来想到将队首进程进行重新压入队列从而解决了此问题。

(2)算法的性能分析

每个进程被分配一个时间段,即该进程允许运行的时间。

如果在时间片结束时进程还在运行,则CPU将被剥夺并分配给另一个进程。

如果进程在时间片结束前阻塞或结束,则CPU当即进行切换。

调度程序所要做的就是维护一张就绪进程列表,当进程用完它的时间片后,它被移到队列的末尾。

(3)经验体会

通过本次实验,深入理解了时间片轮转RR进程调度算法的思想,培养了自己的动手能力,通过实践加深了记忆。

 

5、用户使用说明

程序的使用说明,列出每一步的操作步骤。

 

 

Y

N

 

7、附录

带注释的源程序,注释应清楚具体

#include

#include

#include

#include

#defineMaxNum100

usingnamespacestd;

typedefstruct

{

charname;

intArrivalTime;

intServiceTime;

intFinishedTime;

intWholeTime;

doubleWeightWholeTime;

}RR;

staticqueueRRqueue;//声明一个队列

staticdoubleAverageWT=0,AverageWWT=0;

staticintq;//时间片

staticintn;//进程个数

staticRRRRarray[MaxNum];//进程结构

voidInput()

{

//文件读取模式

ifstreaminData;

inData.open("./data4.txt");

//data.txt表示q=4的RR调度算法

//data2.txt表示q=1的RR调度算法

inData>>n;

inData>>q;

for(inti=0;i

{

inData>>RRarray[i].name;

}

for(i=0;i

{

inData>>RRarray[i].ArrivalTime;

}

for(i=0;i

{

inData>>RRarray[i].ServiceTime;

}

//用户输入模式

cout<<"****************************************************************"<

cout<<"请输入进程个数n:

";

cin>>n;

cout<<"请输入时间片q:

";

cin>>q;

cout<<"请按到达时间的顺序依次输入进程名:

"<

for(i=0;i

{

cin>>RRarray[i].name;

}

cout<<"请从小到大输入进程到达时间:

"<

for(i=0;i

{

cin>>RRarray[i].ArrivalTime;

}

cout<<"请按到达时间的顺序依次输入进程服务时间:

"<

for(i=0;i

{

cin>>RRarray[i].ServiceTime;

}

cout<<"****************************************************************"<

//输出用户所输入的信息

cout<<"Theinformationofprocessesisthefollowing:

"<

cout<

cout<

cout<

for(i=0;i

{

cout<

cout<

cout<

}

cout<<"****************************************************************"<

}

voidRRAlgorithm()

{

charprocessMoment[100];//存储每个时间片p对应的进程名称

RRqueue.push(RRarray[0]);

intprocessMomentPoint=0;

intCurrentTime=0;

inttempTime;//声明此变量控制CurrentTime的累加时间,当前进程的服务时间小于时间片q的时候,起到重要作用

inti=1;//指向还未处理的进程的下标

intfinalProcessNumber=0;//执行RR算法后,进程的个数

intprocessTime[50];

//CurrentTime的初始化

if(RRarray[0].ServiceTime>=q)

{

CurrentTime=q;

}

else

{

CurrentTime=RRarray[0].ServiceTime;

}

while(!

RRqueue.empty())

{

for(intj=i;j

{

if(RRarray[j].name!

=NULL&&CurrentTime>=RRarray[j].ArrivalTime)

{

RRqueue.push(RRarray[j]);

i++;

}

}

if(RRqueue.front().ServiceTime

{

tempTime=RRqueue.front().ServiceTime;

}

else

{

tempTime=q;

}

RRqueue.front().ServiceTime-=q;//进程每执行一次,就将其服务时间-q

//将队首进程的名称放入数组中

processMoment[processMomentPoint]=RRqueue.front().name;

processMomentPoint++;

processTime[finalProcessNumber]=tempTime;

finalProcessNumber++;

if(RRqueue.front().ServiceTime<=0)//把执行完的进程退出队列

{

//RRqueue.front().FinishedTime=CurrentTime;

RRqueue.pop();//如果进程的服务时间小于等于,即该进程已经服务完了,将其退栈

}

else

{

//将队首移到队尾

RRqueue.push(RRqueue.front());

RRqueue.pop();

}

CurrentTime+=tempTime;

}

//进程输出处理每个时间段对应的执行的进程

cout<<"各进程的执行时刻信息:

"<

cout<<""<<"0时刻-->"<

(2)<

processTime[finalProcessNumber]=0;

inttime=processTime[0];

intcount=0;

for(i=0;i

{

count=0;

cout<

while(RRarray[count].name!

=processMoment[i]&&count

{

count++;

}

RRarray[count].FinishedTime=time;

if(i

{

cout<"<

(2)<

time+=processTime[i+1];

}

}

cout<

//周转时间、带权周转时间、平均周转时间、带权平均周转时间的计算

//1.周转时间=完成时间-到达时间

//2.带权周转时间=周转时间/服务时间

for(i=0;i

{

RRarray[i].WholeTime=RRarray[i].FinishedTime-RRarray[i].ArrivalTime;

RRarray[i].WeightWholeTime=(double)RRarray[i].WholeTime/RRarray[i].ServiceTime;

}

doublex=0,y=0;

for(i=0;i

{

x+=RRarray[i].WholeTime;

y+=RRarray[i].WeightWholeTime;

}

AverageWT=x/n;

AverageWWT=y/n;

}

voiddisplay()

{

cout<<"******************************************************"<

cout<<"RR调度算法执行后:

进程相关信息如下:

"<

cout<

cout<

cout<

cout<

cout<

cout<

for(inti=0;i

{

cout<

cout<

cout<

cout<

cout<

cout<

}

cout<<"所有进程的平均周转时间="<

cout<<"所有进程的平均带权周转时间="<

cout<<"******************************************************"<

}

intmain()

{

Input();

RRAlgorithm();

display();

return0;

}

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