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):
程序進行優先順序排列函式
*/19
27else
/*程序比較優先順序,插入適當的位置中
*/28
40else
/*插入程序優先數最低,則插入到隊尾
*/41
45} 46
if(insert==0) first->link=p; 47
} 48} 49
50 input() /*
建立程序控制塊函式
*/51
7273}
7475
76int
space() 77
84return
(l); 85
} 8687
88 disp(pcb * pr) /*
單個程序顯示函式
*/89
9899
void printbyprio(int
prio)
100
110}
111112 check() /*
顯示所有程序狀態函式
*/113
129
*/130
} 131
132133 destroy() /*
程序撤消函式(程序執行結束,撤消程序)
*/134
138139140 running() /*
執行函式。判斷是否完成,完成則撤銷,否則置就緒狀態並插入就緒佇列
*/141
154if(p->rtime==p->ntime)
155 destroy(); /*
呼叫destroy函式
*/156
else
157
162}
163void
cteatpdisp()
164/*
顯示(執行過程中)增加新程序後,所有就緒佇列中的程序
*/165
173void
creatp()
174183
184}
185186
187 main() /*
主函式*/
188
209 printf("
\n\n 程序已經完成.\n
");
210 ch=getchar();
211 ch=getchar();
212 }
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