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,要求采用常见进程调度算法(如先来先服务、时间片轮转和优先级调度等算法)进行模拟调度。

时间: 2023-09-24 12:11:27 浏览: 648
好的,我可以为您提供一份基于先来先服务,时间片轮转和优先级调度的进程调度算法的C语言实现示例。 首先,我们需要定义进程的数据结构: ```c typedef struct Process { int id; // 进程ID int priority; // 优先级 int burst; // 进程执行时间 int arrival; // 到达时间 int remaining; // 剩余执行时间 int waiting; // 等待时间 } Process; ``` 其中,id为进程的唯一标识符,priority为进程的优先级,burst为进程需要执行的时间,arrival为进程的到达时间,remaining为剩余执行时间,waiting为等待时间。 接下来,我们可以定义三种不同的调度算法:先来先服务、时间片轮转和优先级调度。 1. 先来先服务(FCFS) ```c void fcfs(Process *processes, int n) { int time = 0; int i, j; float avg_waiting = 0, avg_turnaround = 0; // 按照到达时间排序 for (i = 0; i < n - 1; i++) { for (j = 0; j < n - i - 1; j++) { if (processes[j].arrival > processes[j + 1].arrival) { Process temp = processes[j]; processes[j] = processes[j + 1]; processes[j + 1] = temp; } } } // 执行进程 for (i = 0; i < n; i++) { // 等待时间为前面所有进程的执行时间之和 processes[i].waiting = time - processes[i].arrival; if (processes[i].waiting < 0) { processes[i].waiting = 0; time = processes[i].arrival; } time += processes[i].burst; // 周转时间为等待时间加上执行时间 avg_turnaround += time - processes[i].arrival; } // 计算平均等待时间和平均周转时间 avg_waiting = avg_turnaround / n; avg_turnaround /= n; // 输出结果 printf("先来先服务(FCFS)\n"); printf("进程\t到达时间\t执行时间\t等待时间\t周转时间\n"); for (i = 0; i < n; i++) { printf("%d\t%d\t\t%d\t\t%d\t\t%d\n", processes[i].id, processes[i].arrival, processes[i].burst, processes[i].waiting, time - processes[i].arrival); } printf("平均等待时间:%.2f\n", avg_waiting); printf("平均周转时间:%.2f\n", avg_turnaround); } ``` 2. 时间片轮转(RR) ```c void rr(Process *processes, int n, int quantum) { int time = 0; int i, j; float avg_waiting = 0, avg_turnaround = 0; // 按照到达时间排序 for (i = 0; i < n - 1; i++) { for (j = 0; j < n - i - 1; j++) { if (processes[j].arrival > processes[j + 1].arrival) { Process temp = processes[j]; processes[j] = processes[j + 1]; processes[j + 1] = temp; } } } // 执行进程 int *remaining_times = (int *)malloc(sizeof(int) * n); for (i = 0; i < n; i++) { remaining_times[i] = processes[i].burst; } while (1) { int done = 1; for (i = 0; i < n; i++) { if (remaining_times[i] > 0) { done = 0; if (remaining_times[i] > quantum) { time += quantum; remaining_times[i] -= quantum; } else { time += remaining_times[i]; processes[i].waiting = time - processes[i].burst - processes[i].arrival; remaining_times[i] = 0; // 周转时间为等待时间加上执行时间 avg_turnaround += time - processes[i].arrival; } } } if (done == 1) { break; } } // 计算平均等待时间和平均周转时间 avg_waiting = avg_turnaround / n - quantum; avg_turnaround /= n; // 输出结果 printf("时间片轮转(RR)\n"); printf("进程\t到达时间\t执行时间\t等待时间\t周转时间\n"); for (i = 0; i < n; i++) { printf("%d\t%d\t\t%d\t\t%d\t\t%d\n", processes[i].id, processes[i].arrival, processes[i].burst, processes[i].waiting, time - processes[i].arrival); } printf("平均等待时间:%.2f\n", avg_waiting); printf("平均周转时间:%.2f\n", avg_turnaround); } ``` 3. 优先级调度(Priority Scheduling) ```c void priority(Process *processes, int n) { int time = 0; int i, j; float avg_waiting = 0, avg_turnaround = 0; // 按照到达时间排序 for (i = 0; i < n - 1; i++) { for (j = 0; j < n - i - 1; j++) { if (processes[j].arrival > processes[j + 1].arrival) { Process temp = processes[j]; processes[j] = processes[j + 1]; processes[j + 1] = temp; } } } // 执行进程 int *remaining_times = (int *)malloc(sizeof(int) * n); for (i = 0; i < n; i++) { remaining_times[i] = processes[i].burst; } int *completed = (int *)malloc(sizeof(int) * n); memset(completed, 0, sizeof(int) * n); while (1) { int highest_priority = -1; int highest_priority_index = -1; for (i = 0; i < n; i++) { if (processes[i].arrival <= time && completed[i] == 0) { if (processes[i].priority > highest_priority) { highest_priority = processes[i].priority; highest_priority_index = i; } } } if (highest_priority_index == -1) { time++; continue; } remaining_times[highest_priority_index]--; time++; if (remaining_times[highest_priority_index] == 0) { processes[highest_priority_index].waiting = time - processes[highest_priority_index].burst - processes[highest_priority_index].arrival; // 周转时间为等待时间加上执行时间 avg_turnaround += time - processes[highest_priority_index].arrival; completed[highest_priority_index] = 1; } if (completed_all(completed, n)) { break; } } // 计算平均等待时间和平均周转时间 avg_waiting = avg_turnaround / n; avg_turnaround /= n; // 输出结果 printf("优先级调度(Priority Scheduling)\n"); printf("进程\t到达时间\t执行时间\t等待时间\t周转时间\n"); for (i = 0; i < n; i++) { printf("%d\t%d\t\t%d\t\t%d\t\t%d\n", processes[i].id, processes[i].arrival, processes[i].burst, processes[i].waiting, time - processes[i].arrival); } printf("平均等待时间:%.2f\n", avg_waiting); printf("平均周转时间:%.2f\n", avg_turnaround); } int completed_all(int *completed, int n) { int i; for (i = 0; i < n; i++) { if (completed[i] == 0) { return 0; } } return 1; } ``` 最后,我们可以在main函数中调用这三种算法来模拟进程调度: ```c int main() { Process processes[] = { {1, 3, 5, 0, 0, 0}, {2, 1, 3, 2, 0, 0}, {3, 4, 2, 3, 0, 0}, {4, 2, 1, 5, 0, 0}, {5, 5, 4, 8, 0, 0}, {6, 3, 3, 10, 0, 0} }; int n = sizeof(processes) / sizeof(Process); fcfs(processes, n); printf("\n"); rr(processes, n, 2); printf("\n"); priority(processes, n); return 0; } ``` 这里我们模拟了一个包含6个进程的系统,并分别对其进行了先来先服务、时间片轮转和优先级调度三种算法的模拟。您可以自行更改进程的参数,比如到达时间、执行时间和优先级等,来观察不同算法的效果和对应的调度结果。

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