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进程调度模拟-优先级和最高响应比调度算法

题 目: 进程调度模拟设计——优先级法、最高响应比优先调度算法 初始条件: 1.预备内容:阅读操作系统的处理机管理章节内容,对进程调度的功能以及进程调度算法有深入的理解。 2.实践准备:掌握一种计算机高级语言的使用。 要求完成的主要任务: (包括课程设计工作量及其技术要求,以及说明书撰写等具体要求) 1.模拟进程调度,能够处理以下的情形: ⑴ 能够选择不同的调度算法(要求中给出的调度算法); ⑵ 能够输入进程的基本信息,如进程名、优先级、到达时间和运行时间等; ⑶ 根据选择的调度算法显示进程调度队列; ⑷ 根据选择的调度算法计算平均周转时间和平均带权周转时间。 2.设计报告内容应说明: ⑴ 课程设计目的与功能; ⑵ 需求分析,数据结构或模块说明(功能与框图); ⑶ 源程序的主要部分; ⑷ 测试用例,运行结果与运行情况分析; ⑸ 自我评价与总结: i)你认为你完成的设计哪些地方做得比较好或比较出色; ii)什么地方做得不太好,以后如何改正; iii)从本设计得到的收获(在编写,调试,执行过程中的经验和教训); iv)完成本题是否有其他方法(如果有,简要说明该方法); v)对实验题的评价和改进意见,请你推荐设计题目。
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学 号:
课 程 设 计
题 目
进程调度模拟设计——优先级
法、最高响应比优先调度算法
学 院 计算机科学与技术
专 业 计算机科学与技术
班 级 计算机 班
姓 名
指导教师
2012
年
1
月
12
日

武汉理工大学《计算机操作系统》课程设计说明书
目 录
1.课程设计目的与功能描述..............................................................3
1.1 目的描述.................................................................................................3
1.2 功能描述.................................................................................................3
2.需求分析...................................................................................... 4
2.1 基本原理.................................................................................................4
2.1.1 优先级调度算法............................................................................................................................4
2.2.2 最高响应比调度算法....................................................................................................................4
2.2 基本需求设计..........................................................................................5
3.程序设计....................................................................................5
3.1 数据结构.................................................................................................5
3.2 模块说明.................................................................................................5
3.2.1 主要函数模块及功能....................................................................................................................5
3.2.2 模块框图........................................................................................................................................6
3.2.4 程序流程图....................................................................................................................................6
4. 开发平台及源程序的主要部分.......................................................12
4.1 开发平台...............................................................................................12
4.2 源程序的主要部分..................................................................................12
5. 程序测试...................................................................................19
5.1 测试用例...............................................................................................19
5.2 程运行结果及分析..................................................................................20
5.2.1 对测试用例的验证......................................................................................................................20
5.2.2 对基本错误处理..........................................................................................................................21
5.2.3 其他功能......................................................................................................................................23
6. 自我评价与总结..........................................................................26
6.1 自我评价...............................................................................................26
6.2 经验与收获............................................................................................26
6.3 对算法改进的想法..................................................................................27
本科生课程设计成绩评定表..............................................................28
1

武汉理工大学《计算机操作系统》课程设计说明书
课程设计任务书
学生姓名: 专业班级:
指导教师: 工作单位: 计算机科学与技术学院
题 目: 进程调度模拟设计——优先级法、最高响应比优先调度算法
初始条件:
1.预备内容:阅读操作系统的处理机管理章节内容,对进程调度的功能以及进程调度算法
有深入的理解。
2.实践准备:掌握一种计算机高级语言的使用。
要求完成的主要任务: (包括课程设计工作量及其技术要求,以及说明书撰写等具体要
求)
1.模拟进程调度,能够处理以下的情形:
⑴ 能够选择不同的调度算法(要求中给出的调度算法);
⑵ 能够输入进程的基本信息,如进程名、优先级、到达时间和运行时间等;
⑶ 根据选择的调度算法显示进程调度队列;
⑷ 根据选择的调度算法计算平均周转时间和平均带权周转时间。
2.设计报告内容应说明:
⑴ 课程设计目的与功能;
⑵ 需求分析,数据结构或模块说明(功能与框图);
⑶ 源程序的主要部分;
⑷ 测试用例,运行结果与运行情况分析;
⑸ 自我评价与总结:
i)你认为你完成的设计哪些地方做得比较好或比较出色;
ii)什么地方做得不太好,以后如何改正;
iii)从本设计得到的收获(在编写,调试,执行过程中的经验和教训);
iv)完成本题是否有其他方法(如果有,简要说明该方法);
v)对实验题的评价和改进意见,请你推荐设计题目。
时间安排:
设计安排一周:周 1、周 2:完成程序分析及设计。
周 2、周 3:完成程序调试及测试。
周 4、周 5:验收、撰写课程设计报告。
(注意事项:严禁抄袭,一旦发现,抄与被抄的一律按 0 分记)
指导教师签名: 年 月 日
2

武汉理工大学《计算机操作系统》课程设计说明书
系主任(或责任教师)签名: 年 月 日
进程调度模拟设计
——优先级法、最高响应比优先调度算
法
1.课程设计目的与功能描述
1.1 目的描述
学习完《计算机操作系统》这门专业课后,对计算机操作系统的组成和功能有了一
定的了解;基于此,在掌握操作系统实现进程调度以及对进程调度算法了解的基础上,
编写一个程序,来模拟计算机操作系统进程的调度过程,从而加深对计算机操作系统进
程调度各算法的在认识和理解;我抽到的题目为:进程调度模拟设计——优先级法、最
高响应比优先调度算法。
1.2 功能描述
此次我编写程序为 C++语言模拟进程调度的程序,主要功能有:
[1] 选择不同的调度算法,主要为选择优先级法、最高响应比优先调度算法;
[2] 输入进程的基本信息,如进程名、优先级、到达时间和运行时间;
[3] 根据选择的调度算法显示进程调度队列;
[4] 根据选择的调度算法计算平均周转时间和平均带权周转时间并显示。
[5] 对基本的输入错误进行处理,如:输入进程信息时要求进程名不能相同,到
达时间、运行时间和优先级必须为正等输入错误。
3

武汉理工大学《计算机操作系统》课程设计说明书
2.需求分析
2.1 基本原理
2.1.1 优先级调度算法
优先级法可被用作作业或进程的调度策略。首先,系统或用户按某种原则为作业或
进程指定一个优先级来表示该作业或进程所享有的调度优先权。该算法的核心是确定进
程或作业的优先级,此次课程设计采用静态优先级。
作业调度中的静态优先级大多按以下原则确定:
[1] 由用户自己根据作业的紧急程度输入一个适当的优先级。为防止各用户都将自己
的作业冠以高优先级,系统应对高优先级用户收取较高的费用。
[2] 由系统或操作员根据作业类型指定优先级。作业类型一般由用户约定或由操作员
指定。可将作业分为: I/O 繁忙的作业、CPU 繁忙的作业、I/O 与 CPU 均衡
的作业、一般作业等,系统或操作员可以给每类作业指定不同的优先级。
[3] 系统根据作业要求资源情况确定优先级。例如根据估计所需处理机时间、内存量
大小、I/O 设备类型及数量等,确定作业的优先级。
进程的静态优先级确定原则可以是:
按进程的类型给予不同的优先级。例如,在有些系统中,进程被划分为系统进程
和用户进程。系统进程享有比用户进程高的优先级。对于用户进程来说,则可以
分为: I/O 繁忙的进程、CPU 繁忙的进程、I/O 与 CPU 均衡的进程、其他进
程。对系统进程,也可以根据其所要完成的功能划分为不同的类型,例如,调度
进程、I/O 进程、中断处理进程、存储管理进程等。
将作业的静态优先级作为它所属进程的优先级。
2.2.2 最高响应比调度算法
最高响应比优先法(HRN)是对 FCFS 方式和 SJF 方式的一种综合平衡。HRN 调度
策略同时考虑每个作业的等待时间长短和估计需要的执行时间长短,从中选出响应比最
高的作业投入执行。
响应比 R 定义: R=(W+T)/T=1+W/T
其中 T 为该作业估计需要的执行时间,W 为作业在后备状态队列中的等待时间。
每当要进行作业调度时,系统计算每个作业的响应比,选择其中 R 最大者投入执行。
这样,即使是长作业,随着它等待时间的增加,W/T 也就随着增加,也就有机会获得调
度执行。
4
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