操作系统课程设计报告进程调度

操作系统课程设计报告专业计算机科学与技术学生姓名班级学号指导教师完成日期博雅学院ﻬ题目:进程调度的模拟实现的模拟实现一、设计目的本课程设计是学习完“操作系统原理”课程后进行的一次全面的综合训练，通过课程设计，更好地掌握操作系统的原理及实现方法，加深对操作系统基础理论和重要算法的理解,加强学生的动手能力。

在多道程序和多任务系统中,系统内同时处于就绪状态的进程可能有若干个。

也就是说能运行的进程数大于处理机个数。

为了使系统中的进程能有条不紊地工作,必须选用某种调度策略，选择一进程占用处理机。

要求学生设计一个模拟处理机调度算法,以巩固和加深处理机调度的概念.二、设计内容1)概述选择一个调度算法，实现处理机调度。

设计要求:１)进程调度算法包括：时间片轮转法，短作业优先算法，动态优先级算法。

2)可选择进程数量3)本程序包括三种算法,用C或Ｃ++语言实现，执行时在主界面选择算法(可用函数实现），进入子页面后输入进程数,（运行时间，优先数由随机函数产生),执行，显示结果。

调度时总是选取优先数最大的进程优先运行２．每个进程的优先数，运行时间，由程序任意指定.3．为了调度方便,把进程按给定优先级(动态优先级算法中）从小到大排成一个队列。

按给定运行时间（短作业优先）从小到大排成一个队列用一个变量作为队首指针,指向队列的第一个进程。

4．处理机调度总是选队首进程运行。

由于本实验是模拟处理机调度，所以被选中的进程并不实际的启动运行，而是执行:优先数－1（动态优先级算法中)要求运行时间－1来模拟进程的一次运行。

5.进程运行一次后，若要求运行时间不等于０,则再将它加入队列（动态优先级算法中:按优先数大小插入.)，且改变队首指针：若要求运行时间=0，则把它的状态改为完成（C)状态,且退出队列。

（5)对于遇到优先数一致的情况,采用FIFO策略解决.3。

概要设计(1)本程序用两种算法对五个进程进行调度,每个进程可有三个状态,并假设初始状态为就绪状态。

目录一．成绩评定表二．任务书三．计目的意义、设计内容四．计方案（软硬件环境，开发工具或语言选择及思路）五．程序功能模块设计（程序功能模块划分及层次等）六．程序总控流程图七．数据结构设计八．程序代码结构（函数调用关系或类层次关系）九．程序主要代码解读十．测试数据及测试结果十一．设计过程中遇到的问题及解决方法十二．结论（系统实现情况、系统特点、设计体会及收获等）十三.目前资料收集情况（含指定参考资料）二．任务书：三．设计目的意义、设计内容1．编程实现模拟操作系统进程调度子系统的基本功能；理解进程调度的概念，通过课程设计深入了解进程控制块的功能、进程的创建、删除以及进程各个状态间的转换过程；实现先来先服务、时间片轮转、多级反馈轮转法对进程进行的调度过程；通过观察有关的队列结构的内容的动态变化过程深入体会各个调度算法的特点；从而能够更好的巩固从书本上学到的知识。

2．编程过程中需要建立队列等结构进行各种操作，通过该次实验，可以督促学生从实用的角度对《数据结构》课程内容进行更深入理解和更熟练的应用。

3．实验编程语言要求使用java语言或C++语言。

通过对调度功能的编程实现，不但能有效训练学生对编程语言的熟练使用，还能促进学生独立思考解决问题、以及独立查新获取知识的能力。

四．设计方案（软硬件环境，开发工具或语言选择及思路等）<1>设计环境平台:该软件在Windows XP,JDK1.6<2>开发工具:eclipse+designer<3>设计思路：1、进程概念：进程是被独立分配资源的最小单位。

进程是动态概念，必须程序运行才有进程的产生。

2、进程的状态模型：（1）运行：进程已获得处理机，当前处于运行状态。

（2）就绪：进程已经准备好，一旦有处理器就可运行。

（3）阻塞：进程因为发生某事件而暂停执行，亦即进程的执行受到阻塞。

3、处理机调度：在多道程序设计系统中，内存中有多道程序运行，他们相互争夺处理机这一重要的资源。

五邑大学实验报告操作系统课程2016~2017年度第1学期实验题目：进程调度院系：计算机学院班级： 140801学号： 3114002472姓名：黄凯鑫任课教师：白明成绩评定：实验二题目：进程调度完成日期：2016年12 月11 日1、实验目的（1）设计一个有n个进程工行的进程调度程序。

每个进程由一个进程控制块（PCB）表示。

进程控制块通常应包含下述信息：进程名、进程优先数、进程需要运行的时间、占用CPU的时间以及进程的状态等，且可按调度算法的不同而增删。

（2）调度程序应包含2～3种不同的调度算法，运行时可任意选一种，以利于各种算法的分析比较。

（3）系统应能显示或打印各进程状态和参数的变化情况，便于观察诸进程的调度过程2、实验内容（1）编制和调试示例给出的进程调度程序，并使其投入运行。

（2）自行设计或改写一个进程调度程序，在相应机器上调试和运行该程序，其功能应该不亚于示例。

（3）直观地评测各种调度算法的性能。

3、算法设计算法：(1) 优先数法。

进程就绪链按优先数大小从高到低排列，链首进程首先投入运行。

每过一个时间片，运行进程所需运行的时间片数减1，说明它已运行了一个时间片，优先数也减3，理由是该进程如果在一个时间片中完成不了，优先级应该降低一级。

接着比较现行进程和就绪链链首进程的优先数，如果仍是现行进程高或者相同，就让现行进程继续进行，否则，调度就绪链链首进程投入运行。

原运行进程再按其优先数大小插入就绪链，且改变它们对应的进程状态，直至所有进程都运行完各自的时间片数。

(2) 简单轮转法。

进程就绪链按各进程进入的先后次序排列，进程每次占用处理机的轮转时间按其重要程度登入进程控制块中的轮转时间片数记录项（相当于优先数法的优先数记录项位置）。

每过一个时间片，运行进程占用处理机的时间片数加1，然后比较占用处理机的时间片数是否与该进程的轮转时间片数相等，若相等说明已到达轮转时间，应将现运行进程排到就绪链末尾，调度链首进程占用处理机，且改变它们的进程状态，直至所有进程完成各自的时间片。

操作系统实验报告进程调度操作系统实验报告：进程调度引言在计算机科学领域中，操作系统是一个重要的概念，它负责管理和协调计算机系统中的各种资源，包括处理器、内存、输入/输出设备等。

其中，进程调度是操作系统中一个非常重要的组成部分，它负责决定哪个进程在何时获得处理器的使用权，以及如何有效地利用处理器资源。

实验目的本次实验的目的是通过对进程调度算法的实验，深入理解不同的进程调度算法对系统性能的影响，并掌握进程调度算法的实现方法。

实验环境本次实验使用了一台配备了Linux操作系统的计算机作为实验平台。

在该计算机上，我们使用了C语言编写了一些简单的进程调度算法，并通过模拟不同的进程调度场景进行了实验。

实验内容1. 先来先服务调度算法（FCFS）先来先服务调度算法是一种简单的进程调度算法，它按照进程到达的顺序进行调度。

在本次实验中，我们编写了一个简单的FCFS调度算法，并通过模拟多个进程同时到达的情况，观察其对系统性能的影响。

2. 短作业优先调度算法（SJF）短作业优先调度算法是一种根据进程执行时间长度进行调度的算法。

在本次实验中，我们编写了一个简单的SJF调度算法，并通过模拟不同长度的进程，观察其对系统性能的影响。

3. 时间片轮转调度算法（RR）时间片轮转调度算法是一种按照时间片大小进行调度的算法。

在本次实验中，我们编写了一个简单的RR调度算法，并通过模拟不同时间片大小的情况，观察其对系统性能的影响。

实验结果通过实验，我们发现不同的进程调度算法对系统性能有着不同的影响。

在FCFS 算法下，长作业会导致短作业等待时间过长；在SJF算法下，长作业会导致短作业饥饿现象；而RR算法则能够较好地平衡不同进程的执行。

因此，在实际应用中，需要根据具体情况选择合适的进程调度算法。

结论本次实验通过对进程调度算法的实验，深入理解了不同的进程调度算法对系统性能的影响，并掌握了进程调度算法的实现方法。

同时，也加深了对操作系统的理解，为今后的学习和研究打下了良好的基础。

操作系统实验报告进程调度操作系统实验报告：进程调度引言操作系统是计算机系统中最核心的软件之一，它负责管理和调度计算机的资源，提供良好的用户体验。

在操作系统中，进程调度是其中一个重要的功能，它决定了进程的执行顺序和时间片分配，对于提高计算机系统的效率和响应能力至关重要。

本篇实验报告将重点介绍进程调度的相关概念、算法和实验结果。

一、进程调度的概念进程调度是操作系统中的一个重要组成部分，它负责决定哪个进程可以使用CPU，并为其分配执行时间。

进程调度的目标是提高系统的吞吐量、响应时间和公平性。

在多道程序设计环境下，进程调度需要考虑多个进程之间的竞争和协作，以实现资源的合理利用。

二、进程调度算法1. 先来先服务调度（FCFS）先来先服务调度算法是最简单的进程调度算法之一，它按照进程到达的顺序进行调度，即先到达的进程先执行。

这种算法的优点是公平性高，缺点是无法适应长作业和短作业混合的情况，容易产生"饥饿"现象。

2. 最短作业优先调度（SJF）最短作业优先调度算法是根据进程的执行时间来进行调度的，即执行时间最短的进程先执行。

这种算法的优点是能够最大程度地减少平均等待时间，缺点是无法适应实时系统和长作业的情况。

3. 时间片轮转调度（RR）时间片轮转调度算法是一种抢占式调度算法，它将CPU的执行时间划分为固定大小的时间片，并按照轮转的方式分配给各个进程。

当一个进程的时间片用完后，它将被挂起，等待下一次调度。

这种算法的优点是能够保证每个进程都能够获得一定的执行时间，缺点是无法适应长作业和短作业混合的情况。

4. 优先级调度（Priority Scheduling）优先级调度算法是根据进程的优先级来进行调度的，优先级高的进程先执行。

这种算法的优点是能够根据进程的重要性和紧急程度进行灵活调度，缺点是可能会导致低优先级的进程长时间等待。

三、实验结果与分析在实验中，我们使用了不同的进程调度算法，并对其进行了性能测试。

《操作系统》上机实验报告实验算法主体内容及#include<stdio.h>#include<dos.h>#include<stdlib.h>#include<conio.h>#include<iostream.h>#define P_NUM 5 // 共有5 个进程#define P_TIME 50 //作为优先数计算时所用的值enum state{ready,execute,block, finish};//进程的状态，使用枚举struct pcb{char name[4]; // 进程名称int priority; //进程优先级int cputime; //已经占有cpu运行的时间int needtime; //还需要运行的时间int count; //在时间片轮转法中使用的int round; //在时间片轮转法中使用的state process; //进程的状态pcb *next; //指向下一个进程的pcb};pcb *get_process() //通过输入各进程的值来建立pcb队列，并返回其首元素的指针{pcb *q;pcb *t;pcb *p;int i=0;coutvv"请输入进程名与时间"<<endl;while(i<P_NUM){q=(struct pcb *)malloc(sizeof(pcb));cin>>q->name; cin>>q->needtime; q->cputime=O;q->priority=P_TIME-q->needtime;q->round=0; q->count=0;q->process=ready;q->next=NULL;if (i==0){p=q;t=q;}else{ t->next=q; t=q; } i++;}return p;}void display(pcb *p) //显示本轮运行后的进程各状态情况{coutvv" 进程各状态情况"vvendl;coutvv"名称"vv" "vv"进入时间"vv" "vv"还需时间"vv" "vv"优先级"vv" "vv"状态"vvendl;while(p){coutvvp->name;coutvv" ";coutvvp->cputime;coutvv" ";coutvvp->needtime;coutvv" ";cout<vp_>priority;coutvv"";switch(p->process) //对枚举类型的输出方法{case ready:cout< <"就绪"<<endl;break;case execute:cout< <"执行"<<endl;break;case block:cout<<"阻塞"<<endl;break;case finish:cout<<"完成"<<endl;break;} p=p->next;}}int process_finish(pcb *q) //判断所有的进程是否运行结束{ -int b=1;while(q&&b){b=b&&q->needtime==O; q=q_>next;} return b;}void cpuexe(pcb *q) //优先级调度算法的一次执行{pcb *t;t=q;int i=0;while(q){if (q->process!=finish){q_>process=ready;if(q->needtime==0) q->process=finish;} if(i<q->priority) if(q->process!=finish){ t=q;i=q->priority;} q=q->next;}t->needtime-=1;t_>priority_=3; if(t->needtime==0)t->process=finish; t->cputime+=1;}void priority_cal() //优先级调度算法{pcb *p;P=get_process();〃取得进程队列int cpu=0;while(!process_finish(p)) //若进程并未全部结束，则还需要执行{cpu++;coutvv"运行次数："vvcpuwendl; cpuexe(p);//一次cpu的执行display(p);//显示本次执行结果}}pcb * get_process_round()Jpcb *q;pcb *t;pcb *p;int i=0;coutvv"请输入进程名与时间"《endl;while (i<P_NUM){q=(struct pcb *)malloc(sizeof(pcb));cin>>q->name;cin>>q->needtime; q->cputime=O;q->round=0;q->count=0;q_>process=ready; q->next=NULL; if(i==0){p=q;t=q;}else{} i++; } return p;} t->next=q; t=q；void cpu_round(pcb *q){-q->count++;q->cputime+=2;q->needtime-=2;if(q->needtime<0)q->needtime=0;q->round++;q->process=execute;}pcb *get_next(pcb *k,pcb *head){ -pcb *t;t=k; do{t=t->next;}while (t && t->process==finish);if(t==NULL){} return t; t=head;while (t->next!=k && t->process==finish) {t=t->next;}void set_state(pcb *p){-while(p){if (p->needtime==O){p->process=finish;}if (p->process==execute){p_>process=ready;} p=p_>next;}}void display_round(pcb *p){ -cout«" 进程各状态情况"vvendl;coutvv"名称"vv" "vv"进入时间"vv" "vv"还需时间"vv" "vv"时间片"vv"" vv"次数"vv""vv"状态"vvendl;while(p){coutvvp->name;coutvv" ";coutvvp->cputime;coutvv" ";coutvvp->needtime;coutvv" ";coutvvp->round;coutvv"";coutvvp->count;coutvv"";switch(p->process){case ready:coutv v"就绪"vvendl;break;case execute:coutvv'执行"vvendl;break;case finish:coutvv"完成"vvendl;break;}p=p->next;}}void round_cal(){pcb *p;pcb *r;p=get_process();int cpu=0;r=p;while(!process_finish(p)){cpu+=2;cpu_round(r);r=get_next(r,p);coutvv"运行次数"vvcpuvvendl;display_round(p);set_state(p);} }-void display_menu(){ -coutvv"进程调度算法操作:"vvendl;coutvv"1 优先数"vvendl;coutvv"2 时间片轮转"vvendl;coutvv"3 退出"vvendl;}void main(){display_menu();int k;printf("请选择:");scanf("%d",&k);switch(k){case 1:priority_cal();break;case 2:round_cal();break;case 3:break;}} ----------------------------------------------------------------------------------------------------------测试数据:¥间出择1A.时退选r 5642 3込簷运行结果:1优先数S却曰石石<奪--a S 亠 亡疋出尢尤扫 亡、 ^a ^T B a 抄各时 各时 进还进还称进入时|可0 3 0I! IS 运行次数 “称进入时间II态成養成成忧完就完完完&0 94 2R p f c 32 3 4 3 % 扰冋运行次数心 泊称进入吋冋R5 R 5 C4 卜2佳行次数陰态成成成成成状§_f c s ^H Z B6 4 28尸尤32 3 4结果截图与分析2、时间片轮转10 0名称进入时问64 42 运行次数t k 称进入吋间A称进入时间竇鶴躺翻聶s _^->4p 者者者奁廿者_J-^□者者HiH8 数 謝还轎時 0 00 0 0次数0 口2 1 21 2 3 3216 6 42 2 1 20 Q 0D F次数3 E34 4 1 1 e s 02 0 0态成成态成衣成成些兀执完lla兀。

本科学生课程设计任务书课程设计题目操作系统进程调度子系统的设计与实现学院计算机学院专业网络工程年级2008已知参数和设计要求：设计要求：通过编程实现操作系统进程调度子系统的基本功能，其中，必须实现的调度算法有：先来先服务、时间片轮转、多级反馈轮转法、优先级等，在程序设计过程中，要求要有良好清晰的界面来观测进程调度的执行过程，在每个调度算法展示时，可以看到所有有关的队列结构和其中的内容，如就绪队列、阻塞队列等结构的动态变化的过程。

需要的环境：主要开发平台基于windows平台。

使用Java、C、C++作为主要编码工具（其它开发工具也可选）。

学生应完成的工作：（1）完成课程设计的编码和测试。

（编码需要实现所提要求的基本功能）（2）上交课程设计报告（按照标准格式书写）课程设计的任务分配：黄进：实现时间片轮转，多级反馈轮转，程序的可视化，程序调试，写报告王博君：实现先来先服务，优先级算法(抢占式，非抢占式)，程序的调试和检查，写报告目前资料收集情况（含指定参考资料）：[1]计算机操作系统教程张尧学，史美林编著清华大学出版社2006第3版[2]Windows操作系统原理（重点大学计算机教材）尤晋元、史美林、陈向群等人编著清华大学出版社2001年8月第1版[3]计算机操作系统实验指导，郁红英，李春强，清华大学出版色，2008年9月第一版课程设计的工作计划：序号课程设计工作进度起止日期1 课程设计任务书下发2010.12.62 文献查阅和资料准备2010.12.6-2010.12.203 课程设计编码的设计2011.1.5-2011.1.64 编码测试和设计验收2011.1.7任务下达日期 2010年 12 月 6 日完成日期 2011年 1月 7 日指导教师（签名）学生（签名）正文目录摘要及关键词 (5)1 设计目的及内容 (6)2 设计方案 (6)3 程序功能模块设计 (6)4 程序总控流程图 (8)5 数据结构设计 (8)6 程序主要代码及解析.. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .... .107 测试数据及测试结果 (14)7.1 主程序界面 (14)7.2 进程生成后界面 (15)7.3 开始模拟进程 (15)8设计过程中遇到的问题及解决方法 (17)9设计总结 (17)10 参考文献... .. (18)摘要现代计算机系统中，进程是资源分配和独立运行的基本单位，是操作系统的核心概念。

前言操作系统（Operating System, 简称OS）是管理和控制计算机硬件与软件资源旳计算机程序, 是直接运营在“裸机”上旳最基本旳系统软件, 任何其他软件都必须在操作系统旳支持下才干运营。

操作系统是顾客和计算机旳接口, 同步也是计算机硬件和其他软件旳接口。

操作系统旳功能涉及管理计算机系统旳硬件、软件及数据资源, 控制程序运营, 改善人机界面, 为其他应用软件提供支持, 让计算机系统所有资源最大限度地发挥作用, 提供多种形式旳顾客界面, 使顾客有一种好旳工作环境, 为其他软件旳开发提供必要旳服务和相应旳接口等。

事实上, 顾客是不用接触操作系统旳, 操作系统管理着计算机硬件资源, 同步按照应用程序旳资源祈求, 分派资源, 如: 划分CPU时间, 内存空间旳开辟, 调用打印机等。

操作系统旳重要功能是资源管理, 程序控制和人机交互等。

计算机系统旳资源可分为设备资源和信息资源两大类。

设备资源指旳是构成计算机旳硬件设备, 如中央解决器, 主存储器, 磁盘存储器, 打印机, 磁带存储器, 显示屏, 键盘输入设备和鼠标等。

信息资源指旳是寄存于计算机内旳多种数据, 如系统软件和应用软件等。

操作系统位于底层硬件与顾客之间, 是两者沟通旳桥梁。

顾客可以通过操作系统旳顾客界面, 输入命令。

操作系统则对命令进行解释, 驱动硬件设备, 实现顾客规定。

本次课程设计我们将对上学期所学旳知识进行系统旳应用, 而达到巩固知识旳作用目录1问题概述 (2)2需求分析 (2)3 概要设计 (2)3.1重要功能 (2)3.2 模块功能构造 (3)3.3 软硬件环境 (3)3.4数据构造设计 (3)4 具体设计 (4)4.1“先来先服务（FCFS）调度算法” (4)4.2“短进程调度算法（SPF）” (7)4.3“高响应比优先调度算法” (10)4.4“优先级调度（非抢占式）算法” (13)5 系统测试及调试 (15)5.1测试 (15)5.2调试过程中遇到旳问题 (16)6 心得体会 (17)7 参照文献 (18)8 附录 (19)1问题概述编写一种进程调度程序, 容许多种进程并发执行。

第1篇一、实验目的通过本次实验，加深对操作系统进程调度原理的理解，掌握先来先服务（FCFS）、时间片轮转（RR）和动态优先级（DP）三种常见调度算法的实现，并能够分析这些算法的优缺点，提高程序设计能力。

二、实验环境- 编程语言：C语言- 操作系统：Linux- 编译器：GCC三、实验内容本实验主要实现以下内容：1. 定义进程控制块（PCB）结构体，包含进程名、到达时间、服务时间、优先级、状态等信息。

2. 实现三种调度算法：FCFS、RR和DP。

3. 创建一个进程队列，用于存储所有进程。

4. 实现调度函数，根据所选算法选择下一个执行的进程。

5. 模拟进程执行过程，打印进程执行状态和就绪队列。

四、实验步骤1. 定义PCB结构体：```ctypedef struct PCB {char processName[10];int arrivalTime;int serviceTime;int priority;int usedTime;int state; // 0: 等待，1: 运行，2: 完成} PCB;```2. 创建进程队列：```cPCB processes[MAX_PROCESSES]; // 假设最多有MAX_PROCESSES个进程int processCount = 0; // 实际进程数量```3. 实现三种调度算法：（1）FCFS调度算法：```cvoid fcfsScheduling() {int i, j;for (i = 0; i < processCount; i++) {processes[i].state = 1; // 设置为运行状态printf("正在运行进程：%s\n", processes[i].processName); processes[i].usedTime++;if (processes[i].usedTime == processes[i].serviceTime) { processes[i].state = 2; // 设置为完成状态printf("进程：%s 完成\n", processes[i].processName); }for (j = i + 1; j < processCount; j++) {processes[j].arrivalTime--;}}}```（2）RR调度算法：```cvoid rrScheduling() {int i, j, quantum = 1; // 时间片for (i = 0; i < processCount; i++) {processes[i].state = 1; // 设置为运行状态printf("正在运行进程：%s\n", processes[i].processName); processes[i].usedTime++;processes[i].serviceTime--;if (processes[i].serviceTime <= 0) {processes[i].state = 2; // 设置为完成状态printf("进程：%s 完成\n", processes[i].processName); } else {processes[i].arrivalTime++;}for (j = i + 1; j < processCount; j++) {processes[j].arrivalTime--;}}}```（3）DP调度算法：```cvoid dpScheduling() {int i, j, minPriority = MAX_PRIORITY;int minIndex = -1;for (i = 0; i < processCount; i++) {if (processes[i].arrivalTime <= 0 && processes[i].priority < minPriority) {minPriority = processes[i].priority;minIndex = i;}}if (minIndex != -1) {processes[minIndex].state = 1; // 设置为运行状态printf("正在运行进程：%s\n", processes[minIndex].processName);processes[minIndex].usedTime++;processes[minIndex].priority--;processes[minIndex].serviceTime--;if (processes[minIndex].serviceTime <= 0) {processes[minIndex].state = 2; // 设置为完成状态printf("进程：%s 完成\n", processes[minIndex].processName); }}}```4. 模拟进程执行过程：```cvoid simulateProcess() {printf("请选择调度算法（1：FCFS，2：RR，3：DP）：");int choice;scanf("%d", &choice);switch (choice) {case 1:fcfsScheduling();break;case 2:rrScheduling();break;case 3:dpScheduling();break;default:printf("无效的调度算法选择。