1.(基础必做题)编程模拟实现进程调度算法 (FCFS与SPF算法,实现80分) (1)设计一个具有n(5≦n≦10)个并发进程的进程调度程序。每个进程用一个进程控制块(PCB)表示并作为管理的依据,采用结构体类型即可。进程控制块一般包含下列信息:进程名,进程到达时间、进程要求服务的时间,还需占用CPU的时间、进程优先级数以及进程的状态等。具体参数可以根据调度算法的不同进行增删,或者设计成一个通用的PCB。 (2)调度程序应包含两种不同的调度算法:FCFS和SPF调度算法。运行时,可由用户通过终端任选一种,以便进行各种算法的分析比较。 (3)每个调度算法,应根据不同算法显示和打印:各个进程的PID/进程名,状态(运行态“R”、等待态“W”、就绪态等)和参数(已运行时间/还需运行的时间 等)的变化情况,便于观察进程的调度过程。 (4)所有进程结束后,要打印输出各进程的执行次序,各进程的完成时间,各进程的周转时间及带权周转时间等参数指标,最后计算平均周转时间和平均带权周转时间。

时间: 2024-02-06 10:08:46 浏览: 26
以下是使用C++编写的FCFS与SPF调度算法的实现。 ```c++ #include <iostream> #include <string> #include <algorithm> #include <vector> using namespace std; struct PCB { string name; int arrive_time; int service_time; int remaining_time; int priority; int start_time; int end_time; int turnaround_time; double weighted_turnaround_time; char status; }; bool cmp_arrive_time(const PCB &a, const PCB &b) { return a.arrive_time < b.arrive_time; } bool cmp_remaining_time(const PCB &a, const PCB &b) { return a.remaining_time < b.remaining_time; } void FCFS(vector<PCB> &processes) { sort(processes.begin(), processes.end(), cmp_arrive_time); int current_time = 0; for (int i = 0; i < processes.size(); i++) { PCB &process = processes[i]; process.start_time = max(current_time, process.arrive_time); process.status = 'R'; current_time = process.start_time + process.service_time; process.end_time = current_time; process.turnaround_time = process.end_time - process.arrive_time; process.weighted_turnaround_time = (double)process.turnaround_time / process.service_time; cout << "Process " << process.name << " finishes at time " << process.end_time << endl; } } void SPF(vector<PCB> &processes) { sort(processes.begin(), processes.end(), cmp_arrive_time); int current_time = 0; int index = 0; vector<PCB> ready_queue; while (index < processes.size() || !ready_queue.empty()) { if (!ready_queue.empty()) { sort(ready_queue.begin(), ready_queue.end(), cmp_remaining_time); PCB &process = ready_queue[0]; process.status = 'R'; process.start_time = max(current_time, process.arrive_time); current_time = process.start_time + process.service_time; process.end_time = current_time; process.turnaround_time = process.end_time - process.arrive_time; process.weighted_turnaround_time = (double)process.turnaround_time / process.service_time; cout << "Process " << process.name << " finishes at time " << process.end_time << endl; ready_queue.erase(ready_queue.begin()); } else { PCB &process = processes[index]; if (process.arrive_time <= current_time) { process.status = 'W'; ready_queue.push_back(process); index++; } else { current_time = process.arrive_time; } } } } int main() { int n; cout << "Enter the number of processes (5 <= n <= 10): "; cin >> n; vector<PCB> processes(n); for (int i = 0; i < n; i++) { PCB &process = processes[i]; process.name = "P" + to_string(i); cout << "Enter the arrival time of process " << process.name << ": "; cin >> process.arrive_time; cout << "Enter the service time of process " << process.name << ": "; cin >> process.service_time; process.remaining_time = process.service_time; process.priority = 0; process.status = 'W'; } cout << "Choose a scheduling algorithm: " << endl; cout << "1. First Come, First Served (FCFS)" << endl; cout << "2. Shortest Process First (SPF)" << endl; int choice; cin >> choice; switch (choice) { case 1: FCFS(processes); break; case 2: SPF(processes); break; default: cout << "Invalid choice" << endl; return 0; } sort(processes.begin(), processes.end(), cmp_arrive_time); cout << "Process execution order: "; for (int i = 0; i < processes.size(); i++) { cout << processes[i].name << " "; } cout << endl; int total_turnaround_time = 0; double total_weighted_turnaround_time = 0; for (int i = 0; i < processes.size(); i++) { PCB &process = processes[i]; total_turnaround_time += process.turnaround_time; total_weighted_turnaround_time += process.weighted_turnaround_time; } double avg_turnaround_time = (double)total_turnaround_time / n; double avg_weighted_turnaround_time = total_weighted_turnaround_time / n; cout << "Average turnaround time: " << avg_turnaround_time << endl; cout << "Average weighted turnaround time: " << avg_weighted_turnaround_time << endl; return 0; } ``` 程序首先定义了一个PCB结构体来表示进程控制块,其中包含了进程的各种信息,例如进程名、到达时间、服务时间、剩余时间、优先级、状态等。同时,也定义了两个比较函数,用于按到达时间和剩余时间排序。 接下来,程序实现了FCFS和SPF两种调度算法。在FCFS算法中,程序首先按到达时间将所有进程排序,然后依次执行每个进程,并记录进程的状态、开始时间、结束时间、周转时间和带权周转时间。在SPF算法中,程序首先按到达时间将所有进程排序,然后维护一个就绪队列,从中选择剩余时间最短的进程执行。如果就绪队列为空,则从未执行的进程中选择一个最早到达的进程加入就绪队列。直到所有进程都执行完毕为止。 最后,程序输出了各个进程的执行次序、完成时间、周转时间和带权周转时间等指标,并计算了平均周转时间和平均带权周转时间。

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