c语言实现完成单处理器系统中的进程调度,要求实现时间片轮转、优先数、最短进程优 先和最短剩余时间优先四种调度算法。实验具体包括:首先确定进程控制块的内容,进程控 制块的组成方式;然后完成进程创建原语和进程调度原语;最后编写主函数对所作工作进行 测试。 模拟程序只对你所设置的“虚拟 PCB”进行相应的调度模拟操作,即每发生“调度” 时,显示出当前运行进程的“进程标识符”、“优先数”、“剩余运行时间”等,而不需要对系 统中真正的 PCB 等数据进行修改。要求能够动态地随机生成新进程添加到就绪队列中。主要考虑三个问题:如何组织进程、如何创建进程和如何实现处理器调度。首先要设定进程控制块的内容。进程控制块 PCB 记录各个进程执 行时的情况。每个进程都要有一个唯一的标识符,用来标识进程的存在和区别于其他进程。可以用符号或编号实现,它必须是操作系统分配的。记录进程的基本情况,例如进程的状态、等待原因、进程程序存放位置、进程数据存放位置等等。实验中,因为进程没有数据和程序,仅使用模拟的进程控制块,所以这部分 内容仅包含进程状态。进程状态可假设只有就绪、运行、终止三种。现场信息记录各个寄存器的内容。管理信息记录进程管理和调度的信息。例如进程优先数、进程队列指针等

时间: 2024-02-09 07:12:31 浏览: 158
。以下是一个简单的实现,包括进程控制块的定义、进程创建和调度原语的实现以及四种调度算法的实现。 ```c #include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <time.h> #define MAX_PROCESS_NUM 10 // 最大进程数 #define TIME_SLICE 3 // 时间片长度 // 进程状态 enum ProcessState { READY, RUNNING, TERMINATED }; // 进程控制块 struct PCB { int pid; // 进程标识符 enum ProcessState state; // 进程状态 int priority; // 进程优先级 int arrival_time; // 进程到达时间 int remaining_time; // 进程剩余执行时间 }; // 就绪队列 struct PCB *ready_queue[MAX_PROCESS_NUM]; int ready_queue_size = 0; // 当前运行进程 struct PCB *running_process = NULL; // 进程标识符计数器 int pid_counter = 0; // 随机生成进程 void generate_process() { // 进程数量已达到最大值,不再生成新进程 if (ready_queue_size == MAX_PROCESS_NUM) { return; } // 生成新的进程控制块 struct PCB *process = (struct PCB *) malloc(sizeof(struct PCB)); process->pid = pid_counter++; process->state = READY; process->priority = rand() % 5; // 随机生成优先级 process->arrival_time = rand() % 10; // 随机生成到达时间 process->remaining_time = rand() % 10 + 1; // 随机生成剩余执行时间 // 将新进程加入就绪队列 ready_queue[ready_queue_size++] = process; } // 时间片轮转调度算法 void schedule_round_robin() { // 当前没有运行进程,从就绪队列中选取一个进程开始执行 if (running_process == NULL) { if (ready_queue_size > 0) { running_process = ready_queue[0]; running_process->state = RUNNING; printf("Running process %d (priority %d, remaining time %d)\n", running_process->pid, running_process->priority, running_process->remaining_time); ready_queue_size--; for (int i = 0; i < ready_queue_size; i++) { ready_queue[i] = ready_queue[i + 1]; } ready_queue[ready_queue_size] = NULL; } } // 当前有运行进程,时间片到期,将其放回就绪队列尾部 else { running_process->remaining_time -= TIME_SLICE; if (running_process->remaining_time <= 0) { running_process->state = TERMINATED; printf("Terminating process %d\n", running_process->pid); free(running_process); running_process = NULL; } else { running_process->state = READY; printf("Putting process %d back to ready queue (priority %d, remaining time %d)\n", running_process->pid, running_process->priority, running_process->remaining_time); ready_queue[ready_queue_size++] = running_process; running_process = NULL; } } } // 优先数调度算法 void schedule_priority() { // 从就绪队列中选取优先级最高的进程开始执行 int highest_priority = -1; int highest_priority_index = -1; for (int i = 0; i < ready_queue_size; i++) { if (ready_queue[i]->priority > highest_priority) { highest_priority = ready_queue[i]->priority; highest_priority_index = i; } } if (highest_priority_index != -1) { running_process = ready_queue[highest_priority_index]; running_process->state = RUNNING; printf("Running process %d (priority %d, remaining time %d)\n", running_process->pid, running_process->priority, running_process->remaining_time); ready_queue_size--; for (int i = highest_priority_index; i < ready_queue_size; i++) { ready_queue[i] = ready_queue[i + 1]; } ready_queue[ready_queue_size] = NULL; } } // 最短进程优先调度算法 void schedule_shortest_job_first() { // 从就绪队列中选取需要执行时间最短的进程开始执行 int shortest_time = 100000; int shortest_time_index = -1; for (int i = 0; i < ready_queue_size; i++) { if (ready_queue[i]->remaining_time < shortest_time) { shortest_time = ready_queue[i]->remaining_time; shortest_time_index = i; } } if (shortest_time_index != -1) { running_process = ready_queue[shortest_time_index]; running_process->state = RUNNING; printf("Running process %d (priority %d, remaining time %d)\n", running_process->pid, running_process->priority, running_process->remaining_time); ready_queue_size--; for (int i = shortest_time_index; i < ready_queue_size; i++) { ready_queue[i] = ready_queue[i + 1]; } ready_queue[ready_queue_size] = NULL; } } // 最短剩余时间优先调度算法 void schedule_shortest_remaining_time_first() { // 从就绪队列中选取需要执行时间最短的进程开始执行 int shortest_time = 100000; int shortest_time_index = -1; for (int i = 0; i < ready_queue_size; i++) { if (ready_queue[i]->remaining_time < shortest_time) { shortest_time = ready_queue[i]->remaining_time; shortest_time_index = i; } } if (shortest_time_index != -1) { // 如果当前没有运行进程,或者运行进程的剩余执行时间比被选中的进程剩余执行时间多, // 则将被选中的进程作为当前运行进程,否则将其放回就绪队列尾部 if (running_process == NULL || running_process->remaining_time > shortest_time) { if (running_process != NULL) { running_process->state = READY; printf("Putting process %d back to ready queue (priority %d, remaining time %d)\n", running_process->pid, running_process->priority, running_process->remaining_time); ready_queue[ready_queue_size++] = running_process; } running_process = ready_queue[shortest_time_index]; running_process->state = RUNNING; printf("Running process %d (priority %d, remaining time %d)\n", running_process->pid, running_process->priority, running_process->remaining_time); ready_queue_size--; for (int i = shortest_time_index; i < ready_queue_size; i++) { ready_queue[i] = ready_queue[i + 1]; } ready_queue[ready_queue_size] = NULL; } } } // 主函数 int main() { srand(time(NULL)); // 生成初始进程 for (int i = 0; i < MAX_PROCESS_NUM / 2; i++) { generate_process(); } // 模拟进程调度 for (int i = 0; i < 20; i++) { printf("Time %d:\n", i); // 随机生成新进程 if (rand() % 2 == 0) { generate_process(); } // 执行调度算法 //schedule_round_robin(); //schedule_priority(); //schedule_shortest_job_first(); schedule_shortest_remaining_time_first(); } return 0; } ``` 注意,这个实现仅是一个简单的示例,实际的操作系统中还需要考虑更多的因素,例如进程间的同步与通信、内存管理、文件系统等等。
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