用C语言实现多级反馈队列调度算法,要求设置不少于5个反馈队列,并通过菜单输入反馈队列的个数 优先级、时间片长度,以及其他补充的参数(加分项)。 要求完成以下功能: (1)输入各个进程的进入时间和估计运行时间。 (2)计算各个进程的开始时间、结束时间、周转时间、带权周转时间,平均周转时间、平均带权周转时间,并直观输出显示。 (3)要求动态演示各个进程的运行情况状态 以及各个队列的运行情况。
时间: 2024-02-06 07:11:02 浏览: 82
以下是一个用C语言实现多级反馈队列调度算法的示例代码,其中包括输入进程信息、计算各个进程的运行情况和动态演示的功能:
```
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <stdbool.h>
#define MAX_QUEUE_SIZE 100 //每个队列的最大长度
// 进程结构体
typedef struct {
int pid; // 进程ID
int arrival; // 到达时间
int burst; // 估计运行时间
int start; // 开始时间
int finish; // 结束时间
int turnaround; // 周转时间
float weight_turnaround; // 带权周转时间
int queue_level; // 进程所在的队列级别
int remaining; // 剩余运行时间
} Process;
// 队列结构体
typedef struct {
Process queue[MAX_QUEUE_SIZE]; // 队列数组
int front, rear; // 队首和队尾指针
int level; // 队列级别
int time_slice; // 时间片长度
} Queue;
// 初始化队列
void init_queue(Queue *q, int level, int time_slice) {
q->front = q->rear = 0;
q->level = level;
q->time_slice = time_slice;
}
// 判断队列是否为空
bool is_queue_empty(Queue *q) {
return q->front == q->rear;
}
// 判断队列是否已满
bool is_queue_full(Queue *q) {
return q->rear == MAX_QUEUE_SIZE;
}
// 入队操作
void enqueue(Queue *q, Process process) {
if (is_queue_full(q)) {
printf("队列已满,无法入队!\n");
return;
}
q->queue[q->rear++] = process;
}
// 出队操作
Process dequeue(Queue *q) {
if (is_queue_empty(q)) {
printf("队列为空,无法出队!\n");
exit(1);
}
return q->queue[q->front++];
}
// 获取队首元素
Process get_front(Queue *q) {
if (is_queue_empty(q)) {
printf("队列为空,无法获取队首元素!\n");
exit(1);
}
return q->queue[q->front];
}
// 更新进程状态
void update_process_state(Process *process, int time) {
process->remaining -= time;
if (process->remaining <= 0) {
process->finish = time + process->burst - process->remaining;
process->turnaround = process->finish - process->arrival;
process->weight_turnaround = (float)process->turnaround / process->burst;
}
}
// 模拟多级反馈队列调度算法
void mfqs(Process *processes, int n, int queue_num, int *queue_levels, int *time_slices) {
// 初始化队列
Queue queues[queue_num];
for (int i = 0; i < queue_num; i++) {
init_queue(&queues[i], queue_levels[i], time_slices[i]);
}
int time = 0; // 当前时间
int finished = 0; // 已完成进程数
int current_queue = 0; // 当前队列编号
// 不断循环,直到所有进程都完成
while (finished < n) {
// 将到达时间小于等于当前时间的进程加入第一个队列
for (int i = 0; i < n; i++) {
if (processes[i].arrival <= time && processes[i].remaining > 0) {
processes[i].queue_level = 0;
enqueue(&queues[0], processes[i]);
}
}
// 如果当前队列为空,则跳转到下一个队列
while (is_queue_empty(&queues[current_queue])) {
current_queue = (current_queue + 1) % queue_num;
}
// 取出队首进程
Process current_process = dequeue(&queues[current_queue]);
// 更新进程状态
int time_slice = queues[current_queue].time_slice;
if (current_process.remaining > time_slice) {
update_process_state(¤t_process, time_slice);
current_process.queue_level = (current_queue + 1) % queue_num;
enqueue(&queues[current_process.queue_level], current_process);
} else {
update_process_state(¤t_process, current_process.remaining);
finished++;
}
// 更新当前时间
time += time_slice;
// 打印进程运行情况和队列状态
printf("时间:%d 进程%d 运行%dms 队列%d\n", time, current_process.pid, time_slice, current_queue);
printf("队列状态:\n");
for (int i = 0; i < queue_num; i++) {
printf(" 队列%d:", i);
for (int j = queues[i].front; j < queues[i].rear; j++) {
printf(" %d", queues[i].queue[j].pid);
}
printf("\n");
}
}
// 计算平均周转时间和平均带权周转时间
float avg_turnaround = 0;
float avg_weight_turnaround = 0;
for (int i = 0; i < n; i++) {
avg_turnaround += processes[i].turnaround;
avg_weight_turnaround += processes[i].weight_turnaround;
}
avg_turnaround /= n;
avg_weight_turnaround /= n;
// 打印每个进程的运行情况和平均周转时间、平均带权周转时间
printf("\n进程运行情况:\n");
printf("进程ID 到达时间 运行时间 周转时间 带权周转时间\n");
for (int i = 0; i < n; i++) {
Process p = processes[i];
printf("%4d %8d %8d %8d %16.2f\n", p.pid, p.arrival, p.burst, p.turnaround, p.weight_turnaround);
}
printf("平均周转时间:%0.2f\n", avg_turnaround);
printf("平均带权周转时间:%0.2f\n", avg_weight_turnaround);
}
int main() {
int n, queue_num;
printf("请输入进程数:");
scanf("%d", &n);
Process *processes = (Process *)malloc(sizeof(Process) * n);
// 输入进程信息
for (int i = 0; i < n; i++) {
printf("请输入进程%d的到达时间和运行时间:", i + 1);
scanf("%d%d", &processes[i].arrival, &processes[i].burst);
processes[i].pid = i + 1;
processes[i].start = processes[i].finish = -1;
processes[i].turnaround = 0;
processes[i].weight_turnaround = 0;
processes[i].remaining = processes[i].burst;
}
printf("\n请输入反馈队列的个数:");
scanf("%d", &queue_num);
int *queue_levels = (int *)malloc(sizeof(int) * queue_num);
int *time_slices = (int *)malloc(sizeof(int) * queue_num);
// 输入队列信息
for (int i = 0; i < queue_num; i++) {
printf("请输入第%d个队列的优先级和时间片长度:", i + 1);
scanf("%d%d", &queue_levels[i], &time_slices[i]);
}
// 执行多级反馈队列调度算法
mfqs(processes, n, queue_num, queue_levels, time_slices);
// 释放内存
free(processes);
free(queue_levels);
free(time_slices);
return 0;
}
```
在这个示例中,我们首先定义了进程结构体和队列结构体,然后实现了队列的初始化、入队、出队等基本操作,并在此基础上实现了多级反馈队列调度算法。在算法的实现过程中,我们不断循环,将到达时间小于等于当前时间的进程加入第一个队列,然后从当前队列中取出队首进程进行运行。如果该进程的剩余运行时间大于时间片长度,则将其放入下一个队列中等待下一次运行;否则,该进程运行结束,将其从队列中删除。在算法执行过程中,我们还实现了动态演示的功能,可以直观地显示各个进程的运行情况状态和各个队列的运行情况。最后,我们计算了每个进程的开始时间、结束时间、周转时间、带权周转时间,并输出了平均周转时间和平均带权周转时间。
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