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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1. 实验目的 调度的实质是操作系统按照某种预定的策略来分配资源。进程调度的目的是分配CPU资源。由于进程调度程序执行的频率很高,因此调度算法的好坏直接影响到操作系统的性能。本实验的目的是编程模拟实现几种常用的进程调度算法,通过对几组进程分别使用不同的调度算法,计算进程的平均周转时间和平均带权周转时间,比较各种算法的性能优劣。 2. 实验原理 [1]. 进程调度算法描述 进程调度算法包括先来先服务调度算法、最短作业时间优先(抢占式和非抢占式)、最高响应比调度算法4种。(每个人必须做FCFS,然后在后面的三种中任选一种,即每个人必须做2种调度算法的模拟。) [2]. 衡量算法性能的参数 计算进程的平均周转时间和平均带权周转时间。 3. 实验内容 (1)编程实现本实验的程序,要求: [1]. 建立进程的进程控制块,进程控制块至少包括: a) 进程名称; b) 进程需要执行时间; c) 进入就绪队列时间; d) 进程执行开始时间 e) 进程执行结束时间 [2]. 编程实现调度算法。 [3]. 进程及相关信息的输入。这些信息可以直接从键盘上输入,也可以从文件读取。 [4]. 时间片与时间流逝的模拟。本实验需要对算法的执行计时,程序应该提供计算时间的方法。一种最简单的方法是使用键盘,比如每敲一次空格代表一个时间片的流逝。另一种方法是使用系统时钟。 [5]. 一组进程序列执行完毕,打印出结果信息。程序需要计算出每个进程的开始执行时间、结束时间、周转时间和带权周转时间,并为整个进程序列计算平均周转时间和平均带权周转时间。程序将计算结果按一定的格式显示在计算机屏幕上或输出到文件中。打印出进程调度顺序图。 [6]. 实现数据在磁盘文件上的存取功能。 (2)对下列就绪进程序列分别使用上面的几种算法进行调度,计算每种算法下的平均周转时间和平均带权周转时间。 进程号 到达时间 要求执行时间 0 0 1 1 1 35 2 2 10 3 3 5 4 6 9 5 7 21 6 9 35 7 11 23 8 12 42 9 13 1 10 14 7 11 20 5 12 23 3 13 24 22 14 25 31

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