0512 作業系統程序排程實驗

1.目的和要求

1.1.實驗目的

用高階語言完成乙個程序排程程式，以加深對程序的概念及程序排程演算法的理解。

1.2.實驗要求

1.2.1例題：設計乙個有 n個程序併發執行的程序排程模擬程式。

程序排程演算法：採用最高優先順序優先的排程演算法（即把處理機分配給優先順序最高的程序）和先來先服務（若優先順序相同）演算法。

(1). 每個程序有乙個程序控制塊（pcb）表示。程序控制塊包含如下資訊：程序名、優先順序、到達時間、需要執行時間、已用cpu時間、程序狀態等等。

(2). 程序的優先順序及需要的執行時間可以事先人為地指定，程序的執行時間以時間片為單位進行計算。

(3). 每個程序的狀態可以是就緒 r（ready）、執行r（running）、或完成f（finished）三種狀態之一。

(4). 就緒程序獲得 cpu後都只能執行乙個時間片。用已占用cpu時間加1來表示。

(5). 如果執行乙個時間片後，程序的已占用 cpu時間已達到所需要的執行時間，則撤消該程序，如果執行乙個時間片後程序的已占用cpu時間還未達所需要的執行時間，也就是程序還需要繼續執行，此時應將程序的優先數減1（即降低一級），然後把它插入就緒佇列等待排程。

(6). 每進行一次排程程式都列印一次執行程序、就緒佇列中各個程序的 pcb，以便進行檢查。　　

(7). 重複以上過程，直到所要程序都完成為止。

思考：作業排程與程序排程的不同？

1.2.2實驗題a：編寫並除錯乙個模擬的程序排程程式，採用「最高優先數優先」排程演算法對n（n不小於5）個程序進行排程。

「最高優先順序優先」排程演算法的基本思想是把cpu分配給就緒佇列中優先數最高的程序。

(1). 靜態優先數是在建立程序時確定的，並在整個程序執行期間不再改變。

(2). 動態優先數是指程序的優先數在建立程序時可以給定乙個初始值，並且可以按一定規則修改優先數。例如：在程序獲得一次cpu後就將其優先數減少1，並且程序等待的時間超過某一時限（2個時間片時間）時增加其優先數等。

(3). （**）程序的優先數及需要的執行時間可以事先人為地指定，（也可以由隨機數產生）。

(4). （**）在進行模擬排程過程可以建立（增加）程序，其到達時間為程序輸入的時間。

0．1.2.3實驗題b：編寫並除錯乙個模擬的程序排程程式，採用「基於時間片輪轉法」排程演算法對n（n不小於5）個程序進行排程。「輪轉法」有簡單輪轉法、多級反饋佇列排程演算法。

(1). 簡單輪轉法的基本思想是：所有就緒程序按 fcfs排成乙個佇列，總是把處理機分配給隊首的程序，各程序占用cpu的時間片長度相同。如果執行程序用完它的時間片後還未完成，就把它送回到就緒佇列的末尾，把處理機重新分配給隊首的程序。直至所有的程序執行完畢。（此排程演算法是否有優先順序？）

(2). 多級反饋佇列排程演算法的基本思想是：

將就緒佇列分為n級（n＝3～5），每個就緒佇列優先數不同並且分配給不同的時間片：佇列級別越高，優先數越低，時間片越長；級別越小，優先數越高，時間片越短。

系統從第一級排程，當第一級為空時，系統轉向第二級佇列，.....當處於執行態的程序用完乙個時間片，若未完成則放棄cpu，進入下一級佇列。

當程序第一次就緒時，進入第一級佇列。

(3). （**）考慮程序的阻塞狀態b（blocked）增加阻塞佇列。程序的是否阻塞和阻塞的時間由產生的「隨機數」確定（阻塞的頻率和時間長度要較為合理）。注意程序只有處於執行狀態才可能轉換成阻塞狀態，程序只有處於就緒狀態才可以轉換成執行狀態。

根據指定的實驗課題：a（1），a（2），b（1）和b（2）

完成設計、編碼和除錯工作，完成實驗報告。

注：帶**號的條目表示選做內容。

可以選用turbo c作為開發環境。也可以選用windows下的vb，cb等視覺化環境，利用各種控制項較為方便。自主選擇實驗環境。

動態優先數（優先數隻減不加）：