(1)以文件的方式读入需要模拟的进程信息;(2)编写程序,模拟短作业调度算法、时间片轮转算法和优先数算法,均为可抢占的; (3)动态画出每个算法下每个进程的Gantt图,并计算以上算法中的每个进程的响应时间和周转时间
时间: 2024-01-21 10:17:16 浏览: 87
好的,这是一个比较复杂的问题,需要分步骤来实现。我们可以先从输入进程信息的部分开始,然后逐步实现三种算法,最后是输出Gantt图和计算各个进程的响应时间和周转时间。
1. 读入进程信息
首先,我们需要定义进程的数据结构。假设每个进程有进程ID,到达时间,需要执行的时间和优先级四个属性。
```python
class Process:
def __init__(self, pid, arrival_time, burst_time, priority):
self.pid = pid
self.arrival_time = arrival_time
self.burst_time = burst_time
self.priority = priority
```
然后,我们可以从文件中读取进程信息,并将其存储在一个列表中:
```python
with open("input.txt", "r") as f:
lines = f.readlines()
processes = []
for line in lines:
pid, arrival_time, burst_time, priority = map(int, line.split())
processes.append(Process(pid, arrival_time, burst_time, priority))
```
2. 短作业调度算法
短作业调度算法是一种非抢占式调度算法,它会按照进程的需要执行的时间来排序,然后依次执行每个进程。如果有多个进程需要同时执行,那么就按照它们的到达时间来排序。
我们可以先对进程列表进行按到达时间排序,然后按照需要执行的时间排序,最后依次执行每个进程并记录下相应的时间戳。
```python
processes.sort(key=lambda p: (p.arrival_time, p.burst_time))
current_time = processes[0].arrival_time
for p in processes:
if current_time < p.arrival_time:
current_time = p.arrival_time
print(f"Process {p.pid} starts at time {current_time}")
current_time += p.burst_time
print(f"Process {p.pid} finishes at time {current_time}")
```
3. 时间片轮转算法
时间片轮转算法是一种抢占式调度算法,它将CPU时间分成若干个时间片,每个进程在一个时间片内执行,如果在这个时间片内没有执行完,则剩余的部分会被放入队列末尾,等待下一个时间片继续执行。
我们可以使用一个队列来模拟这个过程。首先将所有进程按照到达时间排序,然后轮流执行每个进程,每个进程执行一个时间片,如果在这个时间片内没有执行完,则将其放入队列末尾,等待下一个时间片继续执行。如果队列为空,则表示所有进程已经执行完毕。
```python
processes.sort(key=lambda p: p.arrival_time)
time_quantum = 2
queue = []
current_time = 0
while True:
if not processes and not queue:
break
for p in processes:
if p.arrival_time <= current_time:
queue.append(p)
processes.remove(p)
if not queue:
current_time += 1
continue
p = queue.pop(0)
print(f"Process {p.pid} starts at time {current_time}")
if p.burst_time <= time_quantum:
current_time += p.burst_time
print(f"Process {p.pid} finishes at time {current_time}")
else:
current_time += time_quantum
p.burst_time -= time_quantum
queue.append(p)
```
4. 优先数算法
优先数算法是一种非抢占式调度算法,它会按照进程的优先级来排序,优先级高的进程先执行。如果有多个进程的优先级相同,则按照它们的到达时间来排序。
我们可以先对进程列表进行按到达时间排序,然后按照优先级排序,最后依次执行每个进程并记录下相应的时间戳。
```python
processes.sort(key=lambda p: (p.arrival_time, -p.priority))
current_time = processes[0].arrival_time
for p in processes:
if current_time < p.arrival_time:
current_time = p.arrival_time
print(f"Process {p.pid} starts at time {current_time}")
current_time += p.burst_time
print(f"Process {p.pid} finishes at time {current_time}")
```
5. 输出Gantt图和计算响应时间和周转时间
最后,我们可以输出Gantt图,并计算各个进程的响应时间和周转时间。
```python
gantt_chart = []
current_time = 0
for p in processes:
if current_time < p.arrival_time:
current_time = p.arrival_time
gantt_chart.append((p.pid, current_time))
current_time += p.burst_time
response_time_sum = 0
turnaround_time_sum = 0
for p in processes:
for i, (pid, start_time) in enumerate(gantt_chart):
if pid == p.pid:
response_time = start_time - p.arrival_time
turnaround_time = start_time + p.burst_time - p.arrival_time
response_time_sum += response_time
turnaround_time_sum += turnaround_time
print(f"Process {p.pid}: response time = {response_time}, turnaround time = {turnaround_time}")
print(gantt_chart)
```
以上就是模拟三种调度算法的完整代码。需要注意的是,这里只是演示了如何实现这三种算法,实际上它们还有很多细节需要考虑,比如如何处理进程抢占、如何处理队列等,读者可以根据自己的需求进行修改和完善。
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