设计PCB表结构:优先数与循环轮转调度算法实现

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"设计进程控制块PCB表结构,用于优先数调度算法和循环轮转调度算法的实验报告" 在操作系统中,进程控制块(Process Control Block,简称PCB)是操作系统内核用来管理和调度进程的重要数据结构。PCB包含了描述进程状态、优先级、所需CPU时间等关键信息。实验报告中提到了两个不同的调度算法:优先数调度算法和循环轮转调度算法。 1. 优先数调度算法: 优先数调度算法基于进程的优先级进行调度,优先级高的进程优先获得CPU资源。在提供的代码中,`priority`字段用于存储进程的优先级,通常数值越小,优先级越高。调度程序会优先选择具有最小`priority`值的进程执行。该算法适用于需要快速响应高优先级任务的系统,如实时操作系统。 2. 循环轮转调度算法(Round Robin Scheduling): 循环轮转调度算法是时间片轮转的一种,将CPU时间划分为固定长度的时间片,每个进程分配一个时间片来执行。在提供的代码中,`cputime`和`needtime`字段记录了进程已使用和还需运行的CPU时间,`count`和`round`字段可能用于跟踪时间片计数。当一个进程的时间片耗尽,它会被调度器挂起,让位于下一个进程。这种方法保证了所有进程都能在一定时间内得到执行,提高了系统交互性,适合多用户分时系统。 实验内容包括: 1. 设计PCB表结构:PCB结构包含进程名称、优先级、已使用CPU时间、还需运行时间、时间片计数器以及状态字段等,这些字段对于两种调度算法都是必要的。 2. 建立进程就绪队列:进程根据各自的优先级或时间片要求被放入队列,等待调度。 3. 编写调度算法:实验要求实现优先数调度和循环轮转调度的代码逻辑,通过`get_process`函数创建进程并初始化PCB,然后调用相应的调度算法进行调度。 实验代码示例中,使用了C++语言,包含了基本的进程调度算法实现框架,但具体调度逻辑可能需要进一步补充和完善。在实际操作系统中,调度算法会更复杂,需要考虑更多的因素,例如进程切换开销、防止饥饿等。 总结来说,这个实验旨在让学生理解和实践进程调度的基本原理,通过实际编程实现优先数和循环轮转这两种常见的调度策略,从而深入理解操作系统的进程管理机制。
2023-05-24 上传
课 程 设 计 报 告 课程名称 操作系统 课题名称 作业调度模拟 专 业 通信工程 班 级 学 号 姓 名 指导教师 2012年 6月 29 日 课 程 设 计 任 务 书 课程名称 操作系统 课 题 作业调度模拟 任务书下达日期 2012 年 6 月 24 日 任务完成日期 2012 年 6 月 29 日 《操作系统》课程设计任务书 一、课程设计的性质与目的 操作系统课程设计是集中实践性环节之一,是学习完《操作系统》课程后进行的一次全面 的综合练习。要求学生达到熟练掌握操作系统的基本理论知识;掌握不同的调度算法; 能够利用所学的基本编程知识,实现课程章节中涉及到的一些基本算法,从而加深理论 知识的理解。 二、 设计要求 1 要求利用高级程序设计语言编程完成相关算法; 2 程序具有清晰易懂的界面,有图形界面更佳; 3 程序具备要求的基本功能模块; 4 最终结果是能够运行的完整程序; 5 最后给出课程设计报告 三、课程设计报告要求 1 统一封面(本任务书附带)、设计题目、设计要求以及系统功能需求分析; 2 总体设计:包括系统总体设计框架和系统功能模块图; 3 详细设计。包括主要功能模块的算法设计思路以及对应的工作流程图; 4 主要源程序代码,并附有注释; 5 总结。包括课程设计过程中的学习体会与收获、对操作系统和本次课程设计的认 识等内容。 6 附录(完整源程序清单):可以是手写或打印稿(注意:不能和其他同学一样) 7 报告最后附上评分表(见任务书末页) 四、检查要求: 1 每个人至少选作一题,学号末尾2位对5取余,余数对应的题号就是每个人必做题。必须 有可运行的程序,每个人要通过答辩; 2 每个人必须交《操作系统课程设计报告》(打印稿) 五、评分 1 根据平时上机考勤,且每个人必须自己动手编写程序,不得抄袭; 2 根据程序运行结果; 3 学生能熟练地解释清楚指导老师对自己程序的提问; 4 课程设计报告完成的质量和规范; 六、时间、地点安排 "日期 "6.25 "6.27 "6.28 " "时间 "8:00-12:00 "8:00-12:00 "8:00-12:00 " "地点 "E511 "E511 "E511 " 七、课程设计题目 0. 进程调度算法的设计 设计要求: A.设计进程控制块PCB表结构,分别适用于优先数调度算法和循环轮转调度算法。 B.建立进程就绪队列。对两种不同算法编制入链子程序。 C.编制两种进程调度算法:1)优先数调度;2)循环轮转调度 1. 银行家算法设计 设计要求: 编制银行家算法通用程序,并检测所给状态的系统安全性。 2.题目:页面置换算法模拟设计 设计要求: 计算并输出下述各种算法在不同内存容量下的命中率。 A.FIFO先进先出的算法 B.LRR最近最少使用算法 C.OPT最佳淘汰算法(先淘汰最不常用的页地址) D.LFR最少访问页面算法 E.NUR最近最不经常使用算法 3.题目:可变内存管理模拟 设计要求: A.功能:内存初始化;分配作业内存;回收内存;显示作业列表;显示空闲内存。 B.编制两种内存分配算法:1)最佳适应算法;2)最坏适应算法。 4.题目:作业调度模拟 设计要求: A.加深对作业概念地理解。 B.掌握短作业优先调度算法。 C.深入了解批处理系统如何组织作业、管理作业和调度作业。 D.了解作业控制块的作用,以及作业控制块的内容和组织方式。 目录 一、系统功能需求分析 6 二、系统总体设计 7 1、设计的基本原理 7 2、系统的总体框架设计 7 3、系统功能模块图 7 三、系统详细设计 8 1、系统总体详细设计 8 2、系统各模块详细设计 9 (1)主函数模块 9 (2)创建JCB作业控制块 11 (3)信息输入模块 11 (4)随机产生作业到达时间和服务时间模块 12 (5) 计算模块 12 (6)对比模块 13 (7) 信息输出模块 14 四、运行结果及结果分析 15 1、运行结果 15 2、运行结果分析 17 五、总结 17 六、附录 18 七、评分表 22 一、系统功能需求分析 作业调度是对成批进入系统的用户作业,根据作业控制块的信息,按一定的策略选取若 干个作业使它们可以去获得处理器运行的一项工作。而对每个用户来说总希望自己的作 业的周转时间是最小的,短作业优先(SJF)便是其中一种调度方法。 本设计是为了加深对作业概念的理解,掌握短作业优先(SJF)调度算法,深入了解批处 理系统如何组织作业、管理作业和调度作业,了解作业控制块的作用,以及作业控制块 的内容和组织方式。 为了将系统中的作业组织起来,需要为每个进入系统的作业建立档案以记录和作业相 关的信息,例如作业名、作业所需资源、作业执行时间、作业进入系统的时间、作业信 息在存储器中的位置、指向下一个作业控制块的指针等