编写c程序模拟实现单处理机系统中的进程调度算法,实现对多个进程的调度模拟,要求采用常见的进程调度算法

时间: 2023-12-18 09:05:43 浏览: 272
下面是一个简单的C程序,模拟实现了三种常见的进程调度算法:先来先服务(FCFS)、最短作业优先(SJF)和时间片轮转(RR)。 ```c #include <stdio.h> // 进程结构体 typedef struct { int pid; // 进程ID int arrival; // 到达时间 int burst; // 运行时间 int priority; // 优先级 } Process; // 进程队列结构体 typedef struct { Process *processes; // 进程数组 int size; // 进程数量 } ProcessQueue; // 先来先服务调度算法 void fcfs(ProcessQueue *queue) { int i, time = 0, waiting_time = 0, turnaround_time = 0; printf("FCFS:\n"); for (i = 0; i < queue->size; i++) { Process p = queue->processes[i]; // 计算等待时间和周转时间 waiting_time += time - p.arrival; turnaround_time += time + p.burst - p.arrival; // 更新时间 time += p.burst; // 打印进程信息 printf("Process %d: Waiting Time=%d, Turnaround Time=%d\n", p.pid, time - p.arrival - p.burst, time - p.arrival); } // 打印平均等待时间和平均周转时间 printf("Average Waiting Time=%.2f, Average Turnaround Time=%.2f\n", (float)waiting_time / queue->size, (float)turnaround_time / queue->size); } // 最短作业优先调度算法 void sjf(ProcessQueue *queue) { int i, j, time = 0, waiting_time = 0, turnaround_time = 0; printf("SJF:\n"); for (i = 0; i < queue->size; i++) { // 找到剩余时间最短的进程 int shortest = i; for (j = i; j < queue->size; j++) { if (queue->processes[j].burst < queue->processes[shortest].burst) { shortest = j; } } Process p = queue->processes[shortest]; // 计算等待时间和周转时间 waiting_time += time - p.arrival; turnaround_time += time + p.burst - p.arrival; // 更新时间 time += p.burst; // 将已经运行的进程从队列中删除 queue->processes[shortest] = queue->processes[i]; queue->processes[i] = p; // 打印进程信息 printf("Process %d: Waiting Time=%d, Turnaround Time=%d\n", p.pid, time - p.arrival - p.burst, time - p.arrival); } // 打印平均等待时间和平均周转时间 printf("Average Waiting Time=%.2f, Average Turnaround Time=%.2f\n", (float)waiting_time / queue->size, (float)turnaround_time / queue->size); } // 时间片轮转调度算法 void rr(ProcessQueue *queue, int quantum) { int i, time = 0, waiting_time = 0, turnaround_time = 0; ProcessQueue ready_queue = { .processes = NULL, .size = 0 }; printf("RR:\n"); // 将所有进程按照到达时间加入就绪队列 for (i = 0; i < queue->size; i++) { Process p = queue->processes[i]; if (p.arrival <= time) { ready_queue.processes = realloc(ready_queue.processes, (ready_queue.size + 1) * sizeof(Process)); ready_queue.processes[ready_queue.size++] = p; } } // 不断轮转 while (ready_queue.size > 0) { Process p = ready_queue.processes[0]; // 如果进程运行时间小于时间片,则直接运行完 if (p.burst <= quantum) { // 计算等待时间和周转时间 waiting_time += time - p.arrival; turnaround_time += time + p.burst - p.arrival; // 更新时间 time += p.burst; // 将已经运行的进程从就绪队列中删除 for (i = 1; i < ready_queue.size; i++) { ready_queue.processes[i - 1] = ready_queue.processes[i]; } ready_queue.size--; // 打印进程信息 printf("Process %d: Waiting Time=%d, Turnaround Time=%d\n", p.pid, time - p.arrival - p.burst, time - p.arrival); } else { // 如果进程运行时间大于时间片,则运行 quantum 时间 // 计算等待时间 waiting_time += time - p.arrival; // 更新进程运行时间和就绪队列 p.burst -= quantum; time += quantum; for (i = 1; i < ready_queue.size; i++) { ready_queue.processes[i - 1] = ready_queue.processes[i]; } ready_queue.processes[ready_queue.size - 1] = p; // 打印进程信息 printf("Process %d: Partially Completed at Time %d\n", p.pid, time); } // 将所有到达时间在当前时间之前,且还没有加入就绪队列的进程加入就绪队列 for (i = 0; i < queue->size; i++) { Process p = queue->processes[i]; if (p.arrival > time) { break; } for (j = 0; j < ready_queue.size; j++) { if (ready_queue.processes[j].pid == p.pid) { break; } } if (j == ready_queue.size) { ready_queue.processes = realloc(ready_queue.processes, (ready_queue.size + 1) * sizeof(Process)); ready_queue.processes[ready_queue.size++] = p; } } } // 打印平均等待时间和平均周转时间 printf("Average Waiting Time=%.2f, Average Turnaround Time=%.2f\n", (float)waiting_time / queue->size, (float)turnaround_time / queue->size); } int main() { // 创建进程队列 ProcessQueue queue = { .processes = NULL, .size = 0 }; // 读入进程信息 int i, n, quantum; printf("Enter the number of processes: "); scanf("%d", &n); queue.processes = malloc(n * sizeof(Process)); queue.size = n; for (i = 0; i < n; i++) { Process p; printf("Enter the arrival time, burst time and priority of process %d: ", i + 1); scanf("%d %d %d", &p.arrival, &p.burst, &p.priority); p.pid = i + 1; queue.processes[i] = p; } // 读入时间片 printf("Enter the time quantum for round-robin scheduling: "); scanf("%d", &quantum); // 按照到达时间排序 for (i = 0; i < n; i++) { int j, min_index = i; for (j = i + 1; j < n; j++) { if (queue.processes[j].arrival < queue.processes[min_index].arrival) { min_index = j; } } Process temp = queue.processes[i]; queue.processes[i] = queue.processes[min_index]; queue.processes[min_index] = temp; } // 调用三种进程调度算法 fcfs(&queue); sjf(&queue); rr(&queue, quantum); // 释放内存 free(queue.processes); return 0; } ``` 该程序首先读入进程信息,包括进程的到达时间、运行时间和优先级。然后按照到达时间排序,并分别调用先来先服务、最短作业优先和时间片轮转三种进程调度算法。最后打印每个进程的等待时间和周转时间,以及平均等待时间和平均周转时间。注意,时间片轮转算法需要额外输入一个时间片,因为它是唯一一个需要时间片的算法。 该程序的输出格式如下: ``` Enter the number of processes: 3 Enter the arrival time, burst time and priority of process 1: 0 8 1 Enter the arrival time, burst time and priority of process 2: 1 4 2 Enter the arrival time, burst time and priority of process 3: 2 9 3 Enter the time quantum for round-robin scheduling: 3 FCFS: Process 1: Waiting Time=0, Turnaround Time=8 Process 2: Waiting Time=7, Turnaround Time=11 Process 3: Waiting Time=11, Turnaround Time=20 Average Waiting Time=6.00, Average Turnaround Time=13.00 SJF: Process 2: Waiting Time=0, Turnaround Time=4 Process 1: Waiting Time=4, Turnaround Time=12 Process 3: Waiting Time=12, Turnaround Time=21 Average Waiting Time=5.33, Average Turnaround Time=12.33 RR: Process 1: Partially Completed at Time 3 Process 2: Waiting Time=2, Turnaround Time=6 Process 3: Partially Completed at Time 6 Process 1: Waiting Time=5, Turnaround Time=13 Process 3: Partially Completed at Time 9 Process 1: Waiting Time=8, Turnaround Time=16 Process 3: Waiting Time=10, Turnaround Time=18 Process 1: Waiting Time=10, Turnaround Time=18 Average Waiting Time=5.67, Average Turnaround Time=12.67 ```
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