进程调度算法:采用最高优先数优先的调度算法(即把处理机分配给优先数最高的进程)和先来先服务算法。 每个进程有一个进程控制块( PCB)表示。进程控制块可以包含如下信息:进程名、优先数、到达时间、需要运行时间、已用CPU时间、进程状态等等。 进程的优先数及需要的运行时间可以事先人为地指定(也可以由随机数产生)。进程的到达时间为进程输入的时间。 进程的运行时间以时间片为单位进行计算。每个进程的状态可以是就绪 W(Wait)、运行R(Run)、或完成F(Finish)三种状态之一。 就绪进程获得 CPU后都只能运行一个时间片。用已占用CPU时间加1来表示。 如果运行一个时间片后,进程的已占用 CPU时间已达到所需要的运行时间,则撤消该进程,如果运行一个时间片后进程的已占用CPU时间还未达所需要的运行时间,也就是进程还需要继续运行,此时应将进程的优先数减1(即降低一级),然后把它插入就绪队列等待CPU。 每进行一次调度程序都打印一次运行进程、就绪队列、以及各个进程的 PCB,以便进行检查。重复以上过程,直到所要进程都完成为止。用C++实现,考虑到达时间
时间: 2024-03-10 16:46:36 浏览: 147
好的,我了解了你的问题。这是一个关于进程调度算法的问题,需要实现一个采用最高优先数优先和先来先服务算法的调度程序。每个进程有一个进程控制块(PCB)表示,包含进程名、优先数、到达时间、需要运行时间、已用CPU时间、进程状态等信息。进程的优先数和需要的运行时间可以人为指定或由随机数产生。进程的状态有就绪、运行和完成三种,用时间片为单位计算运行时间。如果运行一个时间片后,进程的已占用CPU时间已达到所需要的运行时间,则撤消该进程,否则将进程的优先数减1(即降低一级),然后把它插入就绪队列等待CPU。
下面是一个可能的C++实现,考虑到到达时间:
```cpp
#include <iostream>
#include <queue>
#include <string>
#include <ctime>
using namespace std;
// 进程控制块
struct PCB {
string name; // 进程名
int priority; // 优先数
int arrivalTime; // 到达时间
int requiredTime; // 需要运行时间
int usedTime; // 已用CPU时间
char state; // 进程状态:W(ait)、R(un)、F(inish)
};
// 生成随机数
int random(int min, int max) {
return rand() % (max - min + 1) + min;
}
// 比较函数,用于进程优先级的比较
bool operator<(const PCB& a, const PCB& b) {
return a.priority < b.priority;
}
// 进程调度函数
void schedule(int n) {
// 初始化就绪队列
priority_queue<PCB> readyQueue;
for (int i = 0; i < n; i++) {
PCB pcb;
pcb.name = "P" + to_string(i);
pcb.priority = random(1, 10);
pcb.arrivalTime = random(0, 10);
pcb.requiredTime = random(1, 5);
pcb.usedTime = 0;
pcb.state = 'W';
readyQueue.push(pcb);
}
// 打印初始状态
cout << "Time 0:" << endl;
cout << "Running: NULL" << endl;
cout << "Ready: ";
priority_queue<PCB> q = readyQueue;
while (!q.empty()) {
cout << q.top().name << "(" << q.top().priority << ") ";
q.pop();
}
cout << endl;
for (int i = 0; i < n; i++) {
PCB pcb = readyQueue.top();
readyQueue.pop();
cout << pcb.name << "\tPriority: " << pcb.priority << "\tArrivalTime: " << pcb.arrivalTime
<< "\tRequiredTime: " << pcb.requiredTime << "\tUsedTime: " << pcb.usedTime
<< "\tState: " << pcb.state << endl;
readyQueue.push(pcb);
}
// 执行调度
int time = 0;
PCB running;
while (true) {
// 判断是否所有进程都已完成
bool allFinished = true;
priority_queue<PCB> q = readyQueue;
while (!q.empty()) {
if (q.top().state != 'F') {
allFinished = false;
break;
}
q.pop();
}
if (allFinished) {
break;
}
// 判断是否有新进程到达
priority_queue<PCB> newQueue;
while (!readyQueue.empty() && readyQueue.top().arrivalTime <= time) {
PCB pcb = readyQueue.top();
pcb.state = 'W';
newQueue.push(pcb);
readyQueue.pop();
}
while (!newQueue.empty()) {
readyQueue.push(newQueue.top());
newQueue.pop();
}
// 选择下一个进程运行
if (running.state != 'F') {
running.state = 'W';
readyQueue.push(running);
}
if (!readyQueue.empty()) {
running = readyQueue.top();
running.state = 'R';
readyQueue.pop();
} else {
running.name = "NULL";
running.priority = 0;
running.arrivalTime = 0;
running.requiredTime = 0;
running.usedTime = 0;
running.state = 'F';
}
running.usedTime++;
// 打印状态
cout << "Time " << time + 1 << ":" << endl;
cout << "Running: " << running.name << endl;
cout << "Ready: ";
q = readyQueue;
while (!q.empty()) {
cout << q.top().name << "(" << q.top().priority << ") ";
q.pop();
}
cout << endl;
for (int i = 0; i < n; i++) {
PCB pcb = readyQueue.top();
readyQueue.pop();
cout << pcb.name << "\tPriority: " << pcb.priority << "\tArrivalTime: " << pcb.arrivalTime
<< "\tRequiredTime: " << pcb.requiredTime << "\tUsedTime: " << pcb.usedTime
<< "\tState: " << pcb.state << endl;
readyQueue.push(pcb);
}
// 判断进程是否完成
if (running.usedTime == running.requiredTime) {
running.state = 'F';
} else {
running.priority--;
if (running.priority < 1) {
running.priority = 1;
}
readyQueue.push(running);
}
// 时间片加1
time++;
}
}
int main() {
srand(time(NULL));
int n;
cout << "Please enter the number of processes: ";
cin >> n;
schedule(n);
return 0;
}
```
这个程序会首先生成n个进程,每个进程的优先数、到达时间、需要运行时间和已用CPU时间都是随机生成的。然后按照到达时间将它们插入就绪队列中。程序会打印每个进程的PCB和初始状态(时间0时的运行进程和就绪队列)。然后程序会进入调度循环,每次循环会判断是否所有进程都已完成,是否有新进程到达,选择下一个进程运行,打印状态,判断进程是否完成,以及时间片加1。当所有进程都已完成时,程序结束。
这个程序只是一个可能的实现,还有很多需要改进的地方,比如可以加入时间片轮转算法、多级反馈队列调度算法等等。
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