一、目的和要求
进程调度是处理机管理的核心内容。本实验要求用高级语言编写模拟进程调度程序，以便加深理解有关进程控制快、进程队列等概念，并体会和了解优先数算法和时间片轮转算法的具体实施办法。
二、实验内容
1.设计进程控制块PCB的结构，通常应包括如下信息：
进程名、进程优先数（或轮转时间片数）、进程已占用的CPU时间、进程到完成还需要的时间、进程的状态、当前队列指针等。
2.编写两种调度算法程序：
优先数调度算法程序
循环轮转调度算法程序
3.按要求输出结果。
三、提示和说明
分别用两种调度算法对伍个进程进行调度。每个进程可有三种状态；执行状态（RUN）、就绪状态（READY,包括等待状态）和完成状态（FINISH），并假定初始状态为就绪状态。
（一）进程控制块结构如下：
NAME——进程标示符
PRIO/ROUND——进程优先数/进程每次轮转的时间片数（设为常数2）
CPUTIME——进程累计占用CPU的时间片数
NEEDTIME——进程到完成还需要的时间片数
STATE——进程状态
NEXT——链指针
注：
1.为了便于处理，程序中进程的的运行时间以时间片为单位进行计算；
2.各进程的优先数或轮转时间片数，以及进程运行时间片数的初值，均由用户在程序运行时给定。
（二）进程的就绪态和等待态均为链表结构，共有四个指针如下：
RUN——当前运行进程指针
READY——就需队列头指针
TAIL——就需队列尾指针
FINISH——完成队列头指针
（三）程序说明
1. 在优先数算法中，进程优先数的初值设为：
50-NEEDTIME
每执行一次，优先数减1，CPU时间片数加1，进程还需要的时间片数减1。
在轮转法中，采用固定时间片单位（两个时间片为一个单位），进程每轮转一次，CPU时间片数加2，进程还需要的时间片数减2，并退出CPU，排到就绪队列尾，等待下一次调度。
2. 程序的模块结构提示如下：
整个程序可由主程序和如下7个过程组成：
（1）INSERT1——在优先数算法中，将尚未完成的PCB按优先数顺序插入到就绪队列中；
（2）INSERT2——在轮转法中，将执行了一个时间片单位（为2），但尚未完成的进程的PCB，插到就绪队列的队尾；
（3）FIRSTIN——调度就绪队列的第一个进程投入运行；
（4）PRINT——显示每执行一次后所有进程的状态及有关信息。
（5）CREATE——创建新进程，并将它的PCB插入就绪队列；
（6）PRISCH——按优先数算法调度进程；
（7）ROUNDSCH——按时间片轮转法调度进程。
主程序定义PCB结构和其他有关变量。
（四）运行和显示
程序开始运行后，首先提示：请用户选择算法，输入进程名和相应的NEEDTIME值。
每次显示结果均为如下5个字段：
name cputime needtime priority state
注：
1．在state字段中，"R"代表执行态，"W"代表就绪（等待）态，"F"代表完成态。
2．应先显示"R"态的，再显示"W"态的，再显示"F"态的。
3．在"W"态中，以优先数高低或轮转顺序排队；在"F"态中，以完成先后顺序排队。
/* 操作系统实验之时间片轮转算法和优先级调度算法 By Visual C++ 6.0 */ #include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <string.h> typedef struct node { char name[20]; /*进程的名字*/ int prio; /*进程的优先级*/ int round; /*分配CPU的时间片*/ int cputime; /*CPU执行时间*/ int needtime; /*进程执行所需要的时间*/ char state; /*进程的状态，W——就绪态，R——执行态，F——完成态*/ int count; /*记录执行的次数*/ struct node *next; /*链表指针*/ }PCB; PCB *ready=NULL,*run=NULL,*finish=NULL; /*定义三个队列，就绪队列，执行队列和完成队列*/ int num; void GetFirst(); /*从就绪队列取得第一个节点*/ void Output(); /*输出队列信息*/ void InsertPrio(PCB *in); /*创建优先级队列，规定优先数越小，优先级越高*/ void InsertTime(PCB *in); /*时间片队列*/ void InsertFinish(PCB *in); /*时间片队列*/ void PrioCreate(); /*优先级输入函数*/ void TimeCreate(); /*时间片输入函数*/ void Priority(); /*按照优先级调度*/ void RoundRun(); /*时间片轮转调度*/ int main(void) { char chose; printf("请输入要创建的进程数目:/n"); scanf("%d",&num); getchar(); printf("输入进程的调度方法：(P/R)/n"); scanf("%c",&chose); switch(chose) { case 'P': case 'p': PrioCreate(); Priority(); break; case 'R': case 'r': TimeCreate(); RoundRun(); break; default:break; } Output(); return 0; } void GetFirst() /*取得第一个就绪队列节点*/ { run = ready; if(ready!=NULL) { run ->state = 'R'; ready = ready ->next; run ->next = NULL; } } void Output() /*输出队列信息*/ { PCB *p; p = ready; printf("进程名/t优先级/t轮数/tcpu时间/t需要时间/t进程状态/t计数器/n"); while(p!=NULL) { printf("%s/t%d/t%d/t%d/t%d/t/t%c/t/t%d/n",p->name,p->prio,p->round,p->cputime,p->needtime,p->state,p->count); p = p->next; } p = finish; while(p!=NULL) { printf("%s/t%d/t%d/t%d/t%d/t/t%c/t/t%d/n",p->name,p->prio,p->round,p->cputime,p->needtime,p->state,p->count); p = p->next; } p = run; while(p!=NULL) { printf("%s/t%d/t%d/t%d/t%d/t/t%c/t/t%d/n",p->name,p->prio,p->round,p->cputime,p->needtime,p->state,p->count); p = p->next; } } void InsertPrio(PCB *in) /*创建优先级队列，规定优先数越小，优先级越低*/ { PCB *fst,*nxt; fst = nxt = ready; if(ready == NULL) /*如果队列为空，则为第一个元素*/ { in->next = ready; ready = in; } else /*查到合适的位置进行插入*/ { if(in ->prio >= fst ->prio) /*比第一个还要大，则插入到队头*/ { in->next = ready; ready = in; } else { while(fst->next != NULL) /*移动指针查找第一个别它小的元素的位置进行插入*/ { nxt = fst; fst = fst->next; } if(fst ->next == NULL) /*已经搜索到队尾，则其优先级数最小，将其插入到队尾即可*/ { in ->next = fst ->next; fst ->next = in; } else /*插入到队列中*/ { nxt = in; in ->next = fst; } } } } void InsertTime(PCB *in) /*将进程插入到就绪队列尾部*/ { PCB *fst; fst = ready; if(ready == NULL) { in->next = ready; ready = in; } else { while(fst->next != NULL) { fst = fst->next; } in ->next = fst ->next; fst ->next = in; } } void InsertFinish(PCB *in) /*将进程插入到完成队列尾部*/ { PCB *fst; fst = finish; if(finish == NULL) { in->next = finish; finish = in; } else { while(fst->next != NULL) { fst = fst->next; } in ->next = fst ->next; fst ->next = in; } } void PrioCreate() /*优先级调度输入函数*/ { PCB *tmp; int i; printf("输入进程名字和进程所需时间：/n"); for(i = 0;i < num; i++) { if((tmp = (PCB *)malloc(sizeof(PCB)))==NULL) { perror("malloc"); exit(1); } scanf("%s",tmp->name); getchar(); /*吸收回车符号*/ scanf("%d",&(tmp->needtime)); tmp ->cputime = 0; tmp ->state ='W'; tmp ->prio = 50 - tmp->needtime; /*设置其优先级，需要的时间越多，优先级越低*/ tmp ->round = 0; tmp ->count = 0; InsertPrio(tmp); /*按照优先级从高到低，插入到就绪队列*/ } } void TimeCreate() /*时间片输入函数*/ { PCB *tmp; int i; printf("输入进程名字和进程时间片所需时间：/n"); for(i = 0;i < num; i++) { if((tmp = (PCB *)malloc(sizeof(PCB)))==NULL) { perror("malloc"); exit(1); } scanf("%s",tmp->name); getchar(); scanf("%d",&(tmp->needtime)); tmp ->cputime = 0; tmp ->state ='W'; tmp ->prio = 0; tmp ->round = 2; /*假设每个进程所分配的时间片是2*/ tmp ->count = 0; InsertTime(tmp); } } void Priority() /*按照优先级调度，每次执行一个时间片*/ { int flag = 1; GetFirst(); while(run != NULL) /*当就绪队列不为空时，则调度进程如执行队列执行*/ { Output(); /*输出每次调度过程中各个节点的状态*/ while(flag) { run->prio -= 3; /*优先级减去三*/ run->cputime++; /*CPU时间片加一*/ run->needtime--;/*进程执行完成的剩余时间减一*/ if(run->needtime == 0)/*如果进程执行完毕，将进程状态置为F，将其插入到完成队列*/ { run ->state = 'F'; run->count++; /*进程执行的次数加一*/ InsertFinish(run); flag = 0; } else /*将进程状态置为W，入就绪队列*/ { run->state = 'W'; run->count++; /*进程执行的次数加一*/ InsertTime(run); flag = 0; } } flag = 1; GetFirst(); /*继续取就绪队列队头进程进入执行队列*/ } } void RoundRun() /*时间片轮转调度算法*/ { int flag = 1; GetFirst(); while(run != NULL) { Output(); while(flag) { run->count++; run->cputime++; run->needtime--; if(run->needtime == 0) /*进程执行完毕*/ { run ->state = 'F'; InsertFinish(run); flag = 0; } else if(run->count == run->round)/*时间片用完*/ { run->state = 'W'; run->count = 0; /*计数器清零，为下次做准备*/ InsertTime(run); flag = 0; } } flag = 1; GetFirst(); } }