编写C语言程序完成单处理器系统的进程调度,要求采用时间片轮转法调度策略。具体内容: 1、 确定PCB内容及其组织方式; 2、 要求模拟进程空闲(新)、就绪、运行、阻塞和完成5个状态; 3、 实现进程创建、进程调度、进程阻塞和进程唤醒4个原语; 4、 编写主函数对整个系统进程测试。
时间: 2023-12-28 10:14:43 浏览: 87
单处理器系统的进程调度算法源码及截图.zip
5星 · 资源好评率100%
您好,根据您的要求,我能够为您提供一些关于C语言程序实现时间片轮转法调度策略的建议,但是请您注意,这只是一些指导性的建议,具体的实现方式需要根据您的具体需求进行调整。
1、确定PCB内容及其组织方式:
进程控制块(Process Control Block, 简称PCB)是操作系统管理进程的数据结构,它保存了进程的基本信息和状态信息,包括进程的ID、状态、优先级、寄存器值、进程状态、时间片等。在实现时间片轮转法调度策略中,可以将PCB结构体定义为包含这些元素,如下所示:
typedef struct PCB {
int pid; // 进程ID
int cpu_time; // 进程已经占用的CPU时间
int run_time; // 进程需要运行的时间总长
int state; // 进程状态,0为新建、1为就绪、2为运行、3为阻塞、4为完成
...
} PCB;
2、要求模拟进程空闲(新)、就绪、运行、阻塞和完成5个状态:
在实现时间片轮转法调度策略过程中,需要实现五个进程状态,分别是新建、就绪、运行、阻塞和完成。其中新建是指当进程被创建后,其状态为新建状态,等待系统调度器分配CPU时间片;就绪是指当进程分配到CPU时间片后,等待系统调度器分配CPU执行时间;运行是指分配到CPU时间片后,进程处于执行状态;阻塞是指当前进程被外部信号或事件阻塞,不能继续执行;完成是指进程已经执行完毕。
可以使用switch语句来模拟五个状态的切换,具体实现可以像下面这样:
switch(pcb.state) {
case 0: // 新建状态
printf("进程正在创建中...\n");
break;
case 1: // 就绪状态
printf("进程已经准备就绪,等待运行...\n");
break;
case 2: // 运行状态
printf("进程正在运行中...\n");
break;
case 3: // 阻塞状态
printf("进程正在等待事件完成,不能继续执行...\n");
break;
case 4: // 完成状态
printf("进程执行完毕,释放资源...\n");
break;
default:
printf("进程状态错误,请检查...\n");
}
3、实现进程创建、进程调度、进程阻塞和进程唤醒4个原语:
在实现时间片轮转调度算法时,需要实现进程创建、调度、阻塞和唤醒等操作,下面具体介绍:
进程创建:
进程创建指的是在系统中新建一个进程的过程,包括为进程分配PCB、为进程分配系统资源等。对于进程创建,可以定义一个函数来实现,如下所示:
PCB pcb_create(int pid, int run_time) {
PCB pcb = { pid, 0, run_time, 0 };
return pcb;
}
进程调度:
时间片轮转调度算法能够平均分配所有进程的时间,防止某个进程过多占用CPU资源。在实现进程调度时,需要考虑到时间片,每个进程只能占用一定时间片的CPU处理时间,达到时间片后要将当前进程挂起,执行下一个进程。具体实现如下:
PCB scheduler(PCB queue[], int n, int curr) {
queue[curr].cpu_time += TIME_SLICE;
if(queue[curr].cpu_time >= queue[curr].run_time) {
queue[curr].state = 4; // 进程执行完毕
return queue[curr];
}
int next = (curr + 1) % n; // 计算下一个就绪进程
// 找到下一个就绪进程
while(next != curr) {
if(queue[next].state == 1) {
queue[next].state = 2;
queue[curr].state = 1;
return queue[next];
} else if(queue[next].state == 2) {
next = (next + 1) % n;
}
}
// 没有新进程,当前进程继续运行
return queue[curr];
}
进程阻塞:
进程阻塞是指当前进程因为某种原因(如等待某个信号、等待某个I/O操作完成等)暂时不能进行计算操作。在实现进程阻塞时,需要设置进程的状态为阻塞状态,并释放进程占用的I/O资源。具体实现如下:
void pcb_block(PCB *pcb) {
pcb->state = 3; // 设置进程状态为阻塞状态
// 释放进程占用的I/O资源
...
}
进程唤醒:
进程唤醒是指当前进程解除阻塞后,重新被调度运行的过程。在实现进程唤醒时,需要设置进程的状态为就绪状态,并将其加入到就绪队列中,等待CPU调度。具体实现如下:
void pcb_wakeup(PCB *pcb, PCB queue[], int n) {
pcb->state = 1; // 设置进程状态为就绪状态
// 将进程加入到就绪队列的最后
queue[n] = *pcb;
}
4、编写主函数对整个系统进程测试:
最后一步是编写一个测试程序,模拟CPU调度器执行进程,并输出相应的进程状态。具体步骤如下:
1) 创建进程测试数据,如下所示:
PCB pcb1 = pcb_create(1, 20);
PCB pcb2 = pcb_create(2, 12);
PCB pcb3 = pcb_create(3, 5);
PCB pcb4 = pcb_create(4, 8);
PCB pcb5 = pcb_create(5, 30);
2) 将进程加入到就绪队列中:
PCB queue[] = { pcb1, pcb2, pcb3, pcb4, pcb5 }; // 就绪队列
3) 轮流调度五个进程:
int curr = 0;
for(int i = 0; i < 5; i++) {
PCB pcb = scheduler(queue, 5, curr);
printf("当前进程 %d 的状态为:", pcb.pid);
// 输出进程状态
...
}
通过以上步骤,可以简单地实现一个时间片轮转调度算法,并测试进程状态,实现进程的调度和管理。
阅读全文