操作系统进程调度算法的模拟Word下载.doc
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（2）每个用来标识进程的进程控制块PCB可用结构来描述，包括以下字段（用不到的字段可以不定义）。
²
进程标识数ID。
进程优先数PRIORITY，并规定优先数越大的进程，其优先权越高。
进程已占用CPU时间CPUTIME。
进程还需占用的CPU时间ALLTIME。
当进程运行完毕时，ALLTIME变为0。
进程的阻塞时间STARTBLOCK，表示当进程再运行STARTBLOCK个时间片后，进程将进入阻塞状态。
进程被阻塞的时间BLOCKTIME，表示已阻塞的进程再等待BLOCKTIME个时间片后，将转换成就绪状态。
进程状态STATE。
队列指针NEXT，用来将PCB排成队列。
（3）优先数改变的原则：
进程在就绪队列中呆一个时间片，优先数增加1。
进程每运行一个时间片，优先数减3。
（4）为了清楚地观察每个进程的调度过程，程序应将每个时间片内的进程的情况显示出来，包括正在运行的进程，处于就绪队列中的进程和处于阻塞队列中的进程。
（5）分析程序运行的结果，谈一下自己的认识。
四、实验结果及分析
（1）实验关键代码
①模拟PCB数据结构定义：
///枚举进程的状态：
新建、就绪、执行、阻塞、终止
enumSTATE_PROCESS{New,Ready,Run,Block,Finish};
typedefenumSTATE_PROCESSSTATE;
///建立PCB结构体
structPCB_NODE{
intid;
///进程标识数
intpriority;
///进程优先数
intarriveTime;
///进程到达时间
intcpuTime;
///进程已占用CPU时间
intallTime;
///进程还需占用CPU时间
intblockTime;
///进程已阻塞时间
STATEstate;
///进程状态
structPCB_NODE*prev;
///PCB前指针
structPCB_NODE*next;
///PCB后指针
};
typedefstructPCB_NODEPCB;
②模拟进程队列操作函数定义：
///进程入列
voidqueuePush（PCB*process,PCB*queueHead）
///进程出列
voidqueuePop（PCB*process,PCB*queueHead）
///查看队列中进程信息
voidqueueWalk（PCB*queueHead）
③模拟就绪队列操作函数定义：
///进程插入到就绪队列
voidreadyQueuePush（PCB*process）
///优先数最大的进程出列
PCB*readyQueuePop（）
///每个时间片更新就绪队列中的进程信息
voidreadyQueueUpdate（inttimeSlice,PCB*pcb）
///返回就绪队列最大优先数的值
intreadyMaxPriority（）
///查看就绪队列中的进程信息
voidreadyQueueWalk（）
④模拟阻塞队列操作函数定义：
///进程插入到阻塞队列
voidblockQueuePush（PCB*process）
PCB*blockQueuePop（）
///每个时间片更新阻塞队列中进程的信息
voidblockQueueUpdate（）
///查看阻塞队列中的进程信息
voidblockQueueWalk（）
⑤模拟动态优先权进程调度函数定义：
///初始化进程PCB数据，返回PCB头指针
PCB*initData（）
///模拟CPU执行1个时间片的操作
voidcpuWord（PCB*cpuProcess）
⑥主函数关键代码：
inttimeSlice=0;
///模拟CPU时间片
intcpuBusy=0;
///模拟CPU状态
PCB*cpuProcess=NULL;
///当前CPU执行的进程
PCB*pHead,*pro;
///进程PCB头指针
pHead=initData（）;
///初始化进程PCB,返回进程头指针
pro=pHead+1;
///pro指向PCB中第一个进程
readyQueueUpdate（timeSlice,pro）;
///根据进程到达时间将新建进程加入绪队列
///模拟动态优先权进程调度
while（true）{
if（readyQueueNum==0&
&
blockQueueNum==0&
cpuBusy==0）{
printf（"
就绪队列、阻塞队列和CPU当前无进程运行,退出\n"
）;
break;
}///endif
if（cpuBusy==0）{///CPU空闲,选择一个进程进入CPU
if（readyQueueNum>
0）{
///选择就绪队列优先级最高的进程作为CPU运行进程
cpuProcess=readyQueuePop（）;
}else{
///就绪队列中没有进程,改为选择阻塞队列优先级最高的进程
cpuProcess=blockQueuePop（）;
}
cpuProcess->
cpuTime=0;
///设置当前运行进程占用CPU时间
state=Run;
///设置当前运行进程的状态
cpuBusy=1;
///设置CPU当前状态为忙
}///endif
timeSlice++;
///当前时间片加1
printf（"
\n第%d个时间片后:
\n"
timeSlice）;
cpuWord（cpuProcess）;
///模拟CPU执行1个时间片的操作
if（cpuProcess->
allTime==0）{///若当前执行进程还需CPU时间片为0
state=Finish;
///设置当前进程状态为终止
free（cpuProcess）;
///释放该进程的PCB内存空间
cpuBusy=0;
///CPU状态设置为空闲
///更新就绪队列和阻塞队列中的进程信息
blockQueueUpdate（）;
readyQueueUpdate（timeSlice,pro）;
///查看就绪队列和阻塞队列的进程信息
readyQueueWalk（）;
blockQueueWalk（）;
if（cpuBusy==1&
readyQueueNum>
0&
cpuProcess->
priority<
readyMaxPriority（））{
blockQueuePush（cpuProcess）;
///需抢占CPU,当前执行的进程调入阻塞队列
cpuProcess=readyQueuePop（）;
///从就绪队列中选择优先级最高的进程运行
}
printf（"
\n模拟进程动态优先权调度算法结束.\n"
return0;
（2）动态优先权调度算法流程图
（2）实验结果
①第1个时间片后：
②第2个时间片后：
③第3个时间片后：
④第4个时间片后：
⑤第5个时间片后：
⑥第6个时间片后：
⑦第7个时间片后：
⑧第8个时间片后：
⑨第9个时间片后：
⑩第10个时间片后：
⑪第11个时间片后：
⑫第12个时间片后：
⑬第13个时间片后：
⑭第14个时间片后：
⑮第15个时间片后：
⑯第16个时间片后：
⑰第17个时间片后：
⑱第18个时间片后：
⑲第19个时间片后：
⑳第20个时间片后：
（3）实验结果分析
①调度算法开始之前进程PCB信息为：
②调度算法结束之后进程PCB信息为：
③调度算法分析：
进程ID
到达时间
结束时间
周转时间
带权周转时间
10
3.3
1
20
18
3.0
16
12
2.4
13
2.5
（4）实验心得
通过进程动态优先权调度算法的模拟，对进程的运行状态，进程PCB数据结构，进程调度算法有了更深的理解。
动态优先权调度算法为了防止高优先级进程无休止地运行下去，调度程序在每个时钟滴答（即每个时钟中断）降低当前进程的优先级。
如果这个动作导致该进程的优先级低于次高优先级的进程，则进行进程切换，可以避免低优先级进程长时间的饥饿等待。
此外，优先级可以由系统动态确定。
例如有些进程为I/O密集型，其多数时间用来等待I/O结束。
当这样的进程需要CPU时，应立即分配给它CPU，以便启动下一个I/O请求，这样就可以在另一个进程计算的同时执行I/O操作。
使这类I/O密集型进程长时间等待只会造成它无谓地长时间占用内存。
使I/O密集型进程获得较好服务的一种简单算法是，将其优先级设为1/f，f为该进程在上一时间片中所占的部分。
如果一个在其50ms的时间片中只使用1ms的进程的优先级为50，而在阻塞之前用掉25ms的进程优先级为2，使用掉全部时间片的进程优先级为1。
这样，可以很方便地将一组进程按优先级分成若干类，并在各类之间采用优先级调度，而在各类进程的内部采用轮转调度。
如下图为一个具有4类优先级的系统，其调度算法如下：
只要存在优先级为第4类的可运行进程，就按照轮转法为每个进程运行一个时间片，此时不理会较低优先级的进程。
若第4类进程为空，则按照轮转法运行第3类进程。
若第4类和第3类均为空，则按照轮转法运行第2类进程。
如果不偶尔对优先级进行调整，则低优先级进程很可能会产生饥饿现象。
队列头可运行进程
最高优先级
最低优先级
教师评价
评定项目
算法正确
界面美观，布局合理
程序结构合理
操作熟练
语法、语义正确
解析完整
实验结果正确
文字流畅
报告规范
题解正确
其他：
评价教师签名：
年月日
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