操作系统实验三 时间片轮转法完成进程调度

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。

xx大学操作系统实验报告姓名：学号：班级：实验日期：实验名称：时间片轮转RR进程调度算法实验二时间片轮转RR进程调度算法1.实验目的：通过这次实验，理解时间片轮转RR进程调度算法的运行原理，进一步掌握进程状态的转变、进程调度的策略及对系统性能的评价方法。

2.需求分析(1) 输入的形式和输入值的范围；输入：进程个数n 范围：0<n<=100时间片q依次输入（进程名进程到达时间进程服务时间）所有进程平均带权周转时间：(3) 程序所能达到的功能1）进程个数n，输入时间片大小q，每个进程的到达时间T1, … ,T n和服务时间S1, … ,S n。

2）要求时间片轮转法RR调度进程运行，计算每个进程的周转时间和带权周转时间，并且计算所有进程的平均周转时间和带权平均周转时间；3）输出：模拟整个调度过程，输出每个时刻的进程运行状态；4）输出：输出计算出来的每个进程的周转时间、带权周转时间、所有进程的平均周转时间以及带权平均周转时间。

(4) 测试数据，包括正确的输入及其输出结果和含有错误的输入及其输出结果。

正确输入：错误输入：2、概要设计所有抽象数据类型的定义：static int MaxNum=100int ArrivalTime //到达时间int ServiceTime //服务时间int FinishedTime //结束时间int WholeTime //周转时间double WeightWholeTime //带权周转时间double AverageWT //平均周转时间double AverageWWT //平均带权周转时间主程序的流程:●变量初始化●接受用户输入的n，q ，T1…..Tn,S1….Sn;●进行进程调度，计算进程的开始运行时间、结束时间、执行顺序、周转时间、带权周转时间；●计算所有进程的平均周转时间、平均带权周转时间；●按照格式输出调度结果。

各程序模块之间的层次(调用)关系Main函数通过对Input函数进行调用，对函数的成员变量进行赋值，再通过RRAlgorithm函数求出题目要求的各个数据结果，最后通过display函数对结果进行格式输出。

目录一、设计目的 (1)二、设计内容 (2)三、设计原理 (3)四、算法实现 (4)五、流程图 (5)六、源程序 (6)七、运行示例及结果分析 (11)八、心得体会 (13)九、参考资料 (14)时间片轮转法进行CPU调度一、设计目的进程调度是处理机管理的核心内容。

本设计要求用高级语言编写和调试一个简单的进程调度程序。

通过本实验可以加深理解有关进程控制块、进程队列的概念，并体会和了解优先权调度算法和时间片轮转调度算法的具体实施办法。

并通过课程设计，让我们更好的掌握操作系统的原理以及实现方法，加深对操作系统基础理论和重要算法的理解，加强我们自身的动手能力。

在多道程序或多任务系统中，系统同时处于就绪状态的进程有若干个，为了使系统中的各进程能有条不紊的进行，选择某种调度策略，以选择一进程占用处理机因此使用时间片轮转算法模拟单处理机调度。

系统将所有的就绪进程按先来先服务的原则排成一个队列，每次调度时，把CPU分配给队首进程，并令其执行一个时间片。

时间片的大小从几MS到几百MS。

当执行的时间片用完时，由一个计时器发出时钟中断请求，调度程序便据此信号来停止该进程的执行，并将它送往就绪队列的末尾；然后再把处理机分配给就绪队列中的新的队首进程，同时也让他执行一个时间片。

这样就可以保证就绪队列中的所有进程在一给定的时间内均能获得一时间片的处理机执行时间。

换言之，系统能在给定时间内相应所有用户的请求。

四、算法实现每个程序用一个进程控制块PCB来代表。

PCB代表：进程名、链接指针、到达时间、估计运行时间和进程状态。

其中进程名既进程标识。

链接指针之处下一个到达进程的进程控制块地址，按照进程到达的顺序排队，统设置一个队头和队尾指针分别指向第一个和最后一个进程，新生成的进程放队尾。

设计者任意指定一个运行时间，进程创建时用户指定到达时间，调度时，总是选择到达时间最早的进程。

进程有就绪和完成状态，进程一创建就处于就绪状态，用R表示，一个程序运行结束时，就将其设置为完成状态，用C表示。

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。

时间片轮转法完成进程调度【实验目的】（1）加深对进程的理解（2）理解进程控制块的结构（3）理解进程运行的并发性（4）掌握时间片轮转法进程调度算法【实验内容】（1）建立进程控制块（2）设计三个链队列.分别表示运行队列、就绪队列和完成队列（3）用户输入进程标识符以及进程所需的时间.申请空间存放进程PCB信息。

（4）每一个时间片结束输出各进程的进程号.CPU时间（即已经占用的CPU时间）.所需时间（即还需要的CPU时间）.以及状态（即用W表示等待.R表示运行.F表示完成）【程序代码】#include "stdio.h"#include"stdlib.h"struct PCB{int pid; //进程标识符int rr; //已运行时间int time; //进程要求运行时间char sta; //进程的状态struct PCB *next; //链接指针};struct PCB pcb1,pcb2,pcb3,pcb4,pcb5,*tail,*head,*rp;init(){int i,time;pcb1.pid = 1;pcb2.pid = 2;pcb3.pid = 3;pcb4.pid = 4;pcb5.pid = 5;pcb1.rr =pcb2.rr =pcb3.rr =pcb4.rr =pcb5.rr = 0;pcb1.sta = pcb2.sta = pcb3.sta = pcb4.sta = pcb5.sta = 'w'; printf("请输入时间片p1需要运行的时间:");scanf("%d",&time);pcb1.time = time;printf("请输入时间片p2需要运行的时间:");scanf("%d",&time);pcb2.time = time;printf("请输入时间片p3需要运行的时间:");scanf("%d",&time);pcb3.time = time;printf("请输入时间片p4需要运行的时间:");scanf("%d",&time);pcb4.time = time;printf("请输入时间片p5需要运行的时间:");scanf("%d",&time);pcb5.time = time;pcb1.next=&pcb2;pcb2.next=&pcb3;pcb3.next=&pcb4;pcb4.next=&pcb5;pcb5.next=&pcb1;head = &pcb1;tail = &pcb5;}void printf1(){printf("+---------------|---------------|---------------|---------------+\n");printf("|\tpid\t|\trr\t|\ttime\t|\tSTA\t|\n");printf("|---------------|---------------|---------------|---------------|\n");}printf2(){printf("processes p%d running\n",head->pid);printf1();printf("|\t%d\t|\t%d\t|\t%d\t|\t%c\t|\n",head->pid,head->rr,head->time,head->sta);printf("|---------------|---------------|---------------|---------------|\n");rp=head;while(rp!=tail){rp=rp->next;printf("|\t%d\t|\t%d\t|\t%d\t|\t%c\t|\n",rp->pid,rp->rr,rp->time,rp->sta);printf("|---------------|---------------|---------------|---------------|\n");}}operation(){int flag=1;while (flag<=5){head->rr ++;if ((head->rr==head->time)||(head->time==0)){tail->sta='w';head->sta='f';printf2();head=head->next;tail->next=head;flag++;}else{tail->sta='w';head->sta='r';printf2();tail=head;head=head->next;}}}void main(){init(); //初始化printf("this is the begin state :\n"); printf2(); //显示初始状态operation(); //运行}【结果截图】。

操作系统实验报告（二）实验题目：进程调度算法实验环境：C++实验目的：编程模拟实现几种常见的进程调度算法，通过对几组进程分别使用不同的调度算法，计算进程的平均周转时间和平均带权周转时间，比较各种算法的性能优劣。

实验内容：编程实现如下算法：1.先来先服务算法；2.短进程优先算法；3.时间片轮转调度算法。

设计分析：程序流程图：1.先来先服务算法2.短进程优先算法3.时间片轮转调度算法实验代码：1.先来先服务算法#include <iostream.h>#define n 20typedef struct{int id; //进程名int atime; //进程到达时间int runtime; //进程运行时间}fcs;void main(){int amount,i,j,diao,huan;fcs f[n];cout<<"请输入进程个数:"<<endl;cin>>amount;for(i=0;i<amount;i++){cout<<"请输入进程名，进程到达时间，进程运行时间:"<<endl; cin>>f[i].id;cin>>f[i].atime;cin>>f[i].runtime;}for(i=0;i<amount;i++) //按进程到达时间的先后排序{ //如果两个进程同时到达，按在屏幕先输入的先运行for(j=0;j<amount-i-1;j++){ if(f[j].atime>f[j+1].atime){diao=f[j].atime;f[j].atime=f[j+1].atime;f[j+1].atime=diao;huan=f[j].id;f[j].id=f[j+1].id;f[j+1].id=huan;}}}for(i=0;i<amount;i++){cout<<"进程:"<<f[i].id<<"从"<<f[i].atime<<"开始"<<","<<"在"<<f[i].atime+f[i].runtime<<"之前结束。

操作系统实验报告实验名称：时间片轮转调度班级：姓名：学号：实验目的：用高级语言编写和调试一个简单的时间片轮转调度程序，算法要求使用高优先权优先来进行进程调度。

实验内容：（1）用户输入进程名和优先级，并发执行的进程调度程序，每一个进程用一个进程控制块PCB 来代表。

PCB中应包含下列信息：进程名、进程优先数、进程需要运行的时间、占用CPU的时间及进程的状态等，各进程的优先数以及进程运行需要地时间片数，由用户输入。

（2）根据先来先服务原则，执行进程，每执行一次，需要时间减1，CPU时间片加1，在进程运行结束后，会显示进程的周转时间；（3）每个进程处于运行R、就绪W和完成F 三种状态之一，假定初始状态都为就绪状态W。

（4）系统能显示或打印各进程状态和参数的变化情况。

实验步骤：一、输入运行进程数目（测试数据为3）；二、输入选择项（选择时间片轮转调度R）；三、输入进程名称和服务时间；实验结果：小结：在这次试验中，主要掌握的是时间片轮转算法的执行过程，按照先来先服务原则，将进程排成一个队列，进程在所分配的时间片内运行的时候，修改自己的状态位，还有计数器加1操作，所需时间减1操作，时间片用完后，排在进程执行队列的尾部，处理机进行切换。

在进程运行结束后打印周转时间。

在最初实现算法的时候，没有添加计算周转时间的函数，后来通过在修改状态位的循环中添加计数器的累加语句，实现了在进程将状态位修改为“F”的时候系统输出周转时间。

源码：#include <stdio.h>#include <stdlib.h>#include <string.h>typedef struct node{char name[20]; /*进程的名字*/int prio; /*进程的优先级*/int round; /*分配CPU的时间片*/int cputime; /*CPU执行时间*/int needtime; /*进程执行所需要的时间*/char state; /*进程的状态，W--就绪态，R--执行态，F--完成态*/int count;/*记录执行的次数*/int count2; /*周转时间*/struct node *next; /*链表指针*/}PCB;PCB *ready=NULL,*run=NULL,*finish=NULL; /*定义三个队列，就绪队列，执行队列和完成队列*/int num;void GetFirst(); /*从就绪队列取得第一个节点*/void Output(); /*输出队列信息*/void InsertPrio(PCB *in); /*创建优先级队列，规定优先数越小，优先级越高*/void InsertTime(PCB *in); /*时间片队列*/void InsertFinish(PCB *in); /*时间片队列*/void PrioCreate(); /*优先级输入函数*/void TimeCreate(); /*时间片输入函数*/void Priority(); /*按照优先级调度*/void RoundRun(); /*时间片轮转调度*/int main(void){char chose;printf("请输入要创建的进程数目:\n");scanf("%d",&num);getchar();printf("输入进程的调度方法：(P/R)\n");scanf("%c",&chose);switch(chose){case 'P':case 'p':PrioCreate();Priority();break;case 'R':case 'r':TimeCreate();RoundRun();break;default:break;}Output();return 0;}void GetFirst() /*取得第一个就绪队列节点*/{run = ready;if(ready!=NULL){run ->state = 'R';ready = ready ->next;run ->next = NULL;}}void Output() /*输出队列信息*/{PCB *p;p = ready;printf("进程名\t优先级\t轮数\tcpu时间\t需要时间\t进程状态\t计数器\t周转时间\n"); while(p!=NULL){printf("%s\t%d\t%d\t%d\t%d\t\t%c\t\t%d\t%d\n",p->name,p->prio,p->round,p->cputime,p-> needtime,p->state,p->count,p->count2);p = p->next;}p = finish;while(p!=NULL){printf("%s\t%d\t%d\t%d\t%d\t\t%c\t\t%d\t%d\n",p->name,p->prio,p->round,p->cputime,p-> needtime,p->state,p->count,p->count2);p = p->next;}p = run;while(p!=NULL){printf("%s\t%d\t%d\t%d\t%d\t\t%c\t\t%d\n",p->name,p->prio,p->round,p->cputime,p->needt ime,p->state,p->count,p->count2);p = p->next;}}void InsertPrio(PCB *in) /*创建优先级队列，规定优先数越小，优先级越低*/{PCB *fst,*nxt;fst = nxt = ready;if(ready == NULL) /*如果队列为空，则为第一个元素*/{in->next = ready;ready = in;}else /*查到合适的位置进行插入*/{if(in ->prio >= fst ->prio) /*比第一个还要大，则插入到队头*/{in->next = ready;ready = in;}else{while(fst->next != NULL) /*移动指针查找第一个别它小的元素的位置进行插入*/{nxt = fst;fst = fst->next;}if(fst ->next == NULL) /*已经搜索到队尾，则其优先级数最小，将其插入到队尾即可*/{in ->next = fst ->next;fst ->next = in;}else /*插入到队列中*/{nxt = in;in ->next = fst;}}}}void InsertTime(PCB *in) /*将进程插入到就绪队列尾部*/{PCB *fst;fst = ready;if(ready == NULL){in->next = ready;ready = in;}else{while(fst->next != NULL){fst = fst->next;}in ->next = fst ->next;fst ->next = in;}}void InsertFinish(PCB *in) /*将进程插入到完成队列尾部*/ {PCB *fst;fst = finish;if(finish == NULL){in->next = finish;finish = in;}else{while(fst->next != NULL){fst = fst->next;}in ->next = fst ->next;fst ->next = in;}}void PrioCreate() /*优先级调度输入函数*/{PCB *tmp;int i;printf("输入进程名字和进程所需时间：\n");for(i = 0;i < num; i++){if((tmp = (PCB *)malloc(sizeof(PCB)))==NULL){perror("malloc");exit(1);}scanf("%s",tmp->name);getchar(); /*吸收回车符号*/scanf("%d",&(tmp->needtime));tmp ->cputime = 0;tmp ->state ='W';tmp ->prio = 50 - tmp->needtime; /*设置其优先级，需要的时间越多，优先级越低*/tmp ->round = 0;tmp ->count = 0;tmp ->count2 = 0;InsertPrio(tmp); /*按照优先级从高到低，插入到就绪队列*/}}void TimeCreate() /*时间片输入函数*/{PCB *tmp;int i;printf("输入进程名字和进程时间片所需时间：\n");for(i = 0;i < num; i++){if((tmp = (PCB *)malloc(sizeof(PCB)))==NULL){perror("malloc");exit(1);}scanf("%s",tmp->name);getchar();scanf("%d",&(tmp->needtime));tmp ->cputime = 0;tmp ->state ='W';tmp ->prio = 0;tmp ->round = 1; /*假设每个进程所分配的时间片是1*/tmp ->count = 0;tmp ->count2 = 0;InsertTime(tmp);}}void Priority() /*按照优先级调度，每次执行一个时间片*/{int flag = 1;GetFirst();while(run != NULL) /*当就绪队列不为空时，则调度进程如执行队列执行*/{Output(); /*输出每次调度过程中各个节点的状态*/while(flag){int count3;run->prio -= 2; /*优先级减去2*/run->cputime++; /*CPU时间片加一*/run->needtime--;/*进程执行完成的剩余时间减一*/run ->count2++;count3 = run ->count2;if(run->needtime == 0)/*如果进程执行完毕，将进程状态置为F，将其插入到完成队列*/{run ->state = 'F';run->count++; /*进程执行的次数加一*/run ->count2=count3;InsertFinish(run);flag = 0;}else /*将进程状态置为W，入就绪队列*/{run->state = 'W';run->count++; /*进程执行的次数加一*/run->count2++;InsertTime(run);flag = 0;}}flag = 1;GetFirst(); /*继续取就绪队列队头进程进入执行队列*/}}void RoundRun() /*时间片轮转调度算法*/{int flag = 1;GetFirst();while(run != NULL){Output();while(flag){int count3;run->count++;run->cputime++;run->needtime--;run->count2++;count3 = run ->count2;if(run->needtime == 0) /*进程执行完毕*/{run ->state = 'F';run ->count2++;run ->count2=count3;// printf("进程运行结束,shijian %d\n",&count2);InsertFinish(run);flag = 0;}else if(run->count == run->round)/*时间片用完*/{run->state = 'W';run ->count++;run ->count2++;//run->count++;// run->round++;/*计数器清零，为下次做准备*/InsertTime(run);flag = 0;}}flag = 1;GetFirst();}}。

时间片轮转进程调度实验报告实验目的通过实验，掌握时间片轮转调度算法的原理和实现方法，了解进程调度的过程，掌握进程调度的基本要素和调度过程，并能够通过编程实现时间片轮转调度算法。

实验要求1. 理解时间片轮转调度的基本原理；2. 编程实现时间片轮转进程调度算法；3. 运行程序，观察并分析进程的执行情况。

实验设备计算机一台，支持多进程操作系统。

实验原理时间片轮转调度算法是一种基于时间片的进程调度算法，主要应用于多道程序环境下。

它的基本原理是将CPU的运行时间划分为一段段的时间片，在每个时间片结束时，如果进程还未完成，就将该进程挂起，将CPU分配给下一个进程执行。

通过快速切换进程，使得每个进程都能平等地获得CPU时间。

实验过程1. 定义进程控制块（PCB）的数据结构，包括进程的ID、优先级、状态、已执行时间等；2. 定义进程队列的数据结构，使用循环队列实现，用于存储待调度的进程；3. 初始化进程队列，将待调度的进程加入队列中；4. 设置时间片大小；5. 开始执行进程调度算法：a) 从队列中取出一个进程，将其状态设置为运行状态；b) 执行该进程，计算其已执行时间；c) 如果已执行时间小于时间片大小，将进程重新加入队列；d) 如果已执行时间等于时间片大小，将进程的状态设置为挂起，并将其放回队列；6. 重复步骤5，直到队列中所有进程都执行完毕。

实验结果运行该程序，可以观察到进程按照时间片轮转调度算法依次执行，每个进程都能获得一段时间的CPU执行时间，保证了进程执行的公平性。

实验总结通过本次实验，我深入了解了时间片轮转调度算法的原理和实现方法。

时间片轮转调度算法采用了循环队列的数据结构，通过设置时间片大小来控制进程的执行时间。

该算法能够使进程获得公平的CPU时间，并且能够保证每个进程都能得到一定的执行时间。

这在多道程序环境下非常重要，可以避免某个进程长时间占用CPU资源而导致其他进程无法得到执行的情况。

掌握了时间片轮转调度算法的理论和实现方法后，我能够更好地理解进程调度的过程，并能够通过编程实现对进程的调度。

操作系统
实
验
报
告
实验名称：时间片轮转调度
班级：
姓名：
学号：
实验目的：用高级语言编写和调试一个简单的时间片轮转调度程序。

实验内容：（1）用户输入进程，每一个进程用一个进程控制块PCB 来代表。

PCB 中应包含下列信息：进程名、进程优先数、进程需要运行的时间、占用
CPU的时间及进程的状态等，各进程的优先数以及进程运行需要地时
间片数，由用户输入。

（2）根据时间片轮转调度原则，执行进程，每执行一次，需要服务时间
减1（如果时间片=1），在进程运行结束后，会显示进程的周转时间；
（3）每个进程处于运行R、就绪W和完成F 三种状态之一，假定初
始状态都为就绪状态W。

（4）系统能显示或打印各进程状态和参数的变化情况。

实验步骤：
一、输入运行进程数目（测试数据为3）；
二、输入选择项（选择时间片轮转调度R）；
三、输入进程名称和服务时间；
实验结果：。

进程调度模拟程序实验实验报告一、实验目的进程调度是操作系统的核心功能之一，它负责合理地分配 CPU 资源给各个进程，以提高系统的性能和效率。

本次实验的目的是通过编写和模拟进程调度程序，深入理解不同的进程调度算法的原理和特点，并比较它们在不同情况下的性能表现。

二、实验环境本次实验使用的编程语言为 Python，开发环境为 PyCharm。

操作系统为 Windows 10。

三、实验原理1、先来先服务（FCFS）调度算法先来先服务调度算法按照进程到达的先后顺序进行调度，先到达的进程先获得 CPU 资源。

2、短作业优先（SJF）调度算法短作业优先调度算法优先调度执行时间短的进程。

3、时间片轮转（RR）调度算法时间片轮转调度算法将 CPU 时间划分为固定大小的时间片，每个进程轮流获得一个时间片的 CPU 资源。

四、实验设计1、进程类的设计创建一个进程类，包含进程 ID、到达时间、服务时间、剩余服务时间等属性，以及用于更新剩余服务时间和判断进程是否完成的方法。

2、调度算法实现分别实现先来先服务、短作业优先和时间片轮转三种调度算法。

3、模拟流程（1）初始化进程列表。

（2）按照选定的调度算法进行进程调度。

（3）计算每个进程的等待时间、周转时间等性能指标。

五、实验步骤1、定义进程类｀｀｀pythonclass Process:def ＿_init__(self, pid, arrival_time, service_time)：selfpid ＝ pidselfarrival_time ＝ arrival_timeselfservice_time ＝ service_timeselfremaining_service_time ＝ service_time｀｀｀2、先来先服务调度算法实现｀｀｀pythondef fcfs_scheduling(process_list)：current_time ＝ 0total_waiting_time ＝ 0total_turnaround_time ＝ 0for process in process_list:if current_time ＜ processarrival_time:current_time ＝ processarrival_timewaiting_time ＝ current_time processarrival_timetotal_waiting_time ＋＝ waiting_timecurrent_time ＋＝ processservice_timeturnaround_time ＝ current_time processarrival_timetotal_turnaround_time ＋＝ turnaround_timeaverage_waiting_time ＝ total_waiting_time ／ len(process_list)average_turnaround_time ＝ total_turnaround_time ／ len(process_list) print(＂先来先服务调度算法的平均等待时间：＂，average_waiting_time)print(＂先来先服务调度算法的平均周转时间：＂，average_turnaround_time)｀｀｀3、短作业优先调度算法实现｀｀｀pythondef sjf_scheduling(process_list)：current_time ＝ 0total_waiting_time ＝ 0total_turnaround_time ＝ 0sorted_process_list ＝ sorted(process_list, key=lambda x: xservice_time) for process in sorted_process_list:if current_time ＜ processarrival_time:current_time ＝ processarrival_timewaiting_time ＝ current_time processarrival_timetotal_waiting_time ＋＝ waiting_timecurrent_time ＋＝ processservice_timeturnaround_time ＝ current_time processarrival_timetotal_turnaround_time ＋＝ turnaround_timeaverage_waiting_time ＝ total_waiting_time ／ len(process_list)average_turnaround_time ＝ total_turnaround_time ／ len(process_list) print(＂短作业优先调度算法的平均等待时间：＂，average_waiting_time)print(＂短作业优先调度算法的平均周转时间：＂，average_turnaround_time)｀｀｀4、时间片轮转调度算法实现｀｀｀pythondef rr_scheduling(process_list, time_slice)：current_time ＝ 0total_waiting_time ＝ 0total_turnaround_time ＝ 0ready_queue ＝while len(process_list) ＞ 0 or len(ready_queue) ＞ 0:for process in process_list:if processarrival_time ＜＝ current_time:ready_queueappend(process)process_listremove(process)if len(ready_queue) ＝＝ 0:current_time ＋＝ 1continueprocess ＝ ready_queuepop(0)if processremaining_service_time ＜＝ time_slice: waiting_time ＝ current_time processarrival_time total_waiting_time ＋＝ waiting_timecurrent_time ＋＝ processremaining_service_time turnaround_time ＝ current_time processarrival_time total_turnaround_time ＋＝ turnaround_time processremaining_service_time ＝ 0else:waiting_time ＝ current_time processarrival_time total_waiting_time ＋＝ waiting_timecurrent_time ＋＝ time_sliceprocessremaining_service_time ＝ time_sliceready_queueappend(process)average_waiting_time ＝ total_waiting_time ／ len(process_list)average_turnaround_time ＝ total_turnaround_time ／ len(process_list) print(＂时间片轮转调度算法（时间片大小为"， time_slice, ＂）的平均等待时间：＂， average_waiting_time)print(＂时间片轮转调度算法（时间片大小为"， time_slice, ＂）的平均周转时间：＂， average_turnaround_time)｀｀｀5、主函数｀｀｀pythonif ＿_name__ ＝＝＂＿_main__"：process_list ＝Process(1, 0, 5)，Process(2, 1, 3)，Process(3, 2, 8)，Process(4, 3, 6)print(＂先来先服务调度算法：＂）fcfs_scheduling(process_list)print(＂短作业优先调度算法：＂）sjf_scheduling(process_list)time_slice ＝ 2print(＂时间片轮转调度算法（时间片大小为"，time_slice, ＂）：＂）rr_scheduling(process_list, time_slice)｀｀｀六、实验结果与分析1、先来先服务调度算法平均等待时间为 575，平均周转时间为 1275。

实验报告：时间片轮转RR进程调度算法题目：时间片轮转算法的实现班级：软件工程2班姓名：代其全学号：1025111022 完成日期：2012/10/23一．需求分析程序要实现时间片轮转进程调度算法（1）接收用户输入的进程数（n）,，各个进程的进程名，到达时间(T1…Tn)和服务时间(S1….Sn)，以及时间片大小q。

（2）输出各个进程首次运行的时间（3）输出各个进程的完成时间，周转时间，带权周转时间，所有进程的平均周转时间，以及带权平均周转时间。

（4）测试数据为: 进程数n为5, 各进程的名字，到达时间，服务时间分别为：a 0 4 ; b 1 3; c 2 5; d 3 2; e 4 4。

时间片大小q为1 和5。

二．概要设计抽象数据类型的定义：int ArrivalTime[100];//到达时间int ServiceTime[100];//服务时间int FinishTime[100];//完成时间int WholeTime[100];//周转时间double WeightWholeTime[100];//带权周转时间double AverageWT,AverageWWT;bool Finished[100];//完成标识typedef struct QNode{char name; //进程标识int arrivaltime;//到达时间int servicetime;//服务时间int workedtime; //进程已经运行的时间bool status; //表示进程的状态,1表示已经结束，0表示还未执行struct QNode *next;}QNode, *QueuePtr;typedef struct{QueuePtr front;//队头指针QueuePtr rear;//队尾指针}LinkQueue;主程序的流程：调用Init()函数初始化到达时间，服务时间，时间片等进程信息，调度RR（）函数实现轮转调度发，最后调度print()函数输出运算结果三．详细设计1.初始化函数void init(){int cputime;int x,y;char name;cout<<"请输入进程的个数:";cin>>n; //进程个数cout<<endl;for(int i=0;i<n;i++){QNode node;cout<<"请输入第"<<i+1<<"个进程的名字、到达时间和服务时间:";cin>>name>>x>>y;=name;node.arrivaltime=ArrivalTime[i]=x;node.servicetime=ServiceTime[i]=y;node.workedtime=0;node.status=Finished[i]=0;node.next=NULL;array[i]=node;//cout<<"队中增加一个元素"<<endl;cout<<endl;}//各个进程的到达时间和服务时间cout<<"请输入时间片大小:";cin>>cputime;q=cputime;//时间片大小}2.RR()函数void RR(){int temp;QNode e;int count1=0;//按到达时间先后排序进程信息数组for(int i=0;i<n;i++){for(int j=1;j<n-i;j++){if(array[i].arrivaltime>array[i+1].arrivaltime){temp=array[i].arrivaltime;array[i].arrivaltime=array[i+1].arrivaltime;array[i].arrivaltime=temp;}}}//此时，array数组中的元素都是按到达时间从小到大排列的for(i=0;i<n;i++){if(Finished[i]==0){count1++;}}for(int j=0;j<n;j++)if(array[j].arrivaltime==currentTime)EnQueue(queue,array[j]);//将到达时间为当前时间的进程加入到队列中if(count1!=0)//依然有进程未完成{for(int j=0;j<n;j++){if(q>=(*queue.front->next).servicetime)//时间片大于进程服务时间时，进程一次性执行完，进入下一进程{//cout<<"";cout<<"时刻"<<currentTime<<":进程"<<queue.front->next->name<<"开始执行"<<endl;for(int x=0;x<(*queue.front->next).servicetime;x++){currentTime++;for(int y=0;y<n;y++)if(array[y].arrivaltime==currentTime)EnQueue(queue,array[y]);//将到达时间为当前时间的进程加入到队列中}(*queue.front).status=1;//将此进程状态标注为已执行// currentTime=currentTime+(*queue.front->next).servicetime;//更新当前时间cout<<"当前时间为:"<<currentTime<<endl;DeQueue(queue,e);//将此进程出队count++;Finished[count]=1;FinishTime[count]=currentTime;//当前时间为完成时间，返回存放入FinishTime[]数组中}else//时间片小于服务时间时{if((*queue.front->next).workedtime<(*queue.front->next).servicetime)//进程已工作时间小于服务时间时{if((*queue.front->next).workedtime==0)//进程已工作时间为零时{// cout<<"";cout<<"时刻"<<currentTime<<":进程"<<(*queue.front->next).name<<"开始执行"<<endl;// currentTime=currentTime+q;//更新当前时间for(int x=0;x<q;x++){currentTime++;for(int j=0;j<n;j++)if(array[j].arrivaltime==currentTime)EnQueue(queue,array[j]);//将到达时间为当前时间的进程加入到队列中}(*queue.front->next).workedtime+=q;//更新进程已工作时间DeQueue(queue,e);//将该进程出队EnQueue(queue,e);//将该进程入队，加入到了队列的末尾}else//进程工作时间不为零且未达到服务时间时{for(inti=0;i<q&&(*queue.front->next).workedtime!=(*queue.front->next).servicetime;i+ +){currentTime++;//当前时间加一for(int j=0;j<n;j++)if(array[j].arrivaltime==currentTime)EnQueue(queue,array[j]);//将到达时间为当前时间的进程加入到队列中if((*queue.front->next).workedtime==(*queue.front->next).servicetime)//已工作时间达到要求的服务时间{(*queue.front->next).status=1;count++;Finished[count]=1;DeQueue(queue,e);FinishTime[count]=currentTime;//当前时间为完成时间，返回存放入FinishTime[]数组中}}}}}}}}3.输出函数void print(int n){cout<<"完成时间:";for(int i=0;i<n;i++)cout<<FinishTime[i]<<" ";cout<<endl;cout<<"周转时间:"<<" ";for(i=0;i<n;i++){WholeTime[i]=FinishTime[i]-ArrivalTime[i];cout<<WholeTime[i]<<" ";}cout<<endl;cout<<"带权周转时间:";for(i=0;i<n;i++){WeightWholeTime[i]=double(WholeTime[i])/ServiceTime[i];cout<<WeightWholeTime[i]<<" ";}cout<<endl;for(i=1;i<n;i++){WholeTime[0]+=WholeTime[i];}AverageWT=double(WholeTime[0])/n;cout<<"平均周转时间"<<AverageWT<<endl;for(i=1;i<n;i++){WeightWholeTime[0]+=WeightWholeTime[i];}AverageWWT=WeightWholeTime[0]/n;cout<<"带权平均周转时间:"<<AverageWWT<<endl; }4.队列里封装的函数int InitQueue(LinkQueue &q){q.front=q.rear=(QueuePtr)malloc(sizeof(QNode));if(!q.front)return 0;q.front->next=NULL;return 1;}int EnQueue(LinkQueue &q,QNode &e){QueuePtr p=(QueuePtr)malloc(sizeof(QNode));if(!p)return 0;p->name=;p->arrivaltime=e.arrivaltime;p->servicetime=e.servicetime;p->status=e.status;p->workedtime=e.workedtime;p->next=NULL;q.rear->next=p;q.rear=p;return 1;}int DeQueue(LinkQueue &q,QNode &e){if(q.rear==q.front)return 0;QueuePtr p=q.front->next;=p->name;e.arrivaltime=p->arrivaltime;e.servicetime=p->servicetime;e.status=p->status;e.workedtime=p->workedtime;q.front->next=p->next;if(q.rear==p)q.rear=q.front;free(p);return 1;}四．调试分析在时间片大于所有进程的服务时间时，程序正常运行，当时间片小于某些进程的服务时间时，程序不能输出正确的运算结果。

操作系统实验报告时间片轮转调度算法“网络协议分析”实验4实验名称：用Ethereal研究DNS和HTTP协议实验目的：通过对捕获分组的分析和研究，加深对DNS协议和HTTP协议的工作原理和实现过程的理解。

实验环境：连网PC机，Ethereal网络协议分析软件实验步骤：1．安装Ethereal网络协议分析器。

2．打开Ethereal软件菜单中的Help->Contents，可学习Ethereal的使用方法。

3．开始捕获分组之前，清空客户端Web浏览器的高速缓存和DNS的高速缓存（命令为：ipconfig /flushdns）。

（想一想，为什么？）4．在Capture->Option里选择网卡类型；取消捕获分组的“混杂模式”；设置捕获过滤器为：“host 本机IP”，这样Ethereal就会只捕获从本机发出的和发往本机的分组。

5．点击Start启动协议分析器，用Ethereal捕获从本机发出和发往本机的分组。

6．在Web浏览器中输入URL（如.cn, 等，网页较简单）。

网页显示出来后，过一会儿停止捕获。

将跟踪文件保存在一个文件中。

实验结果分析：1．在跟踪列表框中找出请求网页时发出的DNS查询报文和回答报文，找出发起TCP连接的三次握手报文，找出HTTP请求报文和响应报文。

2．在协议框中找出各层协议，观察各层协议，并对照教材中DNS查询/回答报文结构和HTTP请求/响应报文结构对这些应用层报文进行分析，找出报文中各字段相应的内容，解释其含义和用途。

3．你的主机所用的DNS服务器的IP地址是多少？你的浏览器与DNS服务器之间使用传输层的什么协议进行通信？202.196.0.1DNS请求报文和应答报文的ID号一样吗？是什么？一样，0xc4a6你所请求网站的规范名是什么？mail.DNS服务器对你的域名解析请求在应答中给出了几个可用的IP地址？都是什么？2个，202.196.0.16，202.196.0.17和DNS服务器通信时，你的客户机使用的端口号是多少？DNS服务器使用的端口号是多少？64384，53你所请求Web服务器的IP地址是什么？其域名有几个层次（参看教材127页）？202.196.0.16 4个如果请求一个存在/不存在的网页，Web服务器分别会应答什么？ ??等等。

操作系统实验报告进程调度算法的实现1.实验目的进程是操作系统最重要的概念之一，本实验通过对进程调度模拟程序的运行，学习运用时间片轮转法进行进程调度，加深对进程的基本调度状态以及进程调度算法的理解。

2.算法思想进程调度算法：采用多级反馈队列调度算法。

其基本思想是：当一个新进程进入内在后，首先将它放入第一个队列的末尾，按FCFS原则排队等待高度。

当轮到该进程执行时，如能在该时间片内完成，便可准备撤离系统；如果它在一个时间片结束时尚为完成，调度程序便将该进程转入第二队列的末尾，再同样地按FCFS原则等待调度执行，以此类推。

4.算法。

5.程序代码程序的主要代码如下：#include<iostream.h>#include<stdlib.h>#include<time.h>#include<stdio.h>#include<string.h>const int MAXCOMMANDLEN =50;///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// PROCESS///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////class Process{friend class CPU; //友元类protected:static int init_ID; //静态初始IDint ID; //进程IDchar runText[MAXCOMMANDLEN]; //进程指令数组int IP; //进程指令指针，保存进程指令执行到的具体位置bool ISuseSource; //进程是否使用资源（是或者否）bool ISblocked; //进程是否被阻塞（是或者否）int unitTime; //进程被cpu执行单位时间, 默认 1int blockTime; //进程被阻塞时间public:static void RandID(); //静态随机生成进程ID的函数Process(); //进程类的构造函数int getID(); //得到进程IDint getIP(); //获取进程指令指针IPvoid setIP(int); //设置IPvoid Runed(); //进程被执行int getUnittime(); //得到进程的单位执行时间2int getBlcoktime(); //得到进程被阻塞的时间void setBlocktime(int); //设置进程被阻塞的时间void setUnittime(int); //设置进程的单位执行时间char getResult(int); //得到进程被执行的结果char* getRuntext(); //得到进程执行的指令void setBlockstate(bool); //设置进程阻塞状态bool getBlockstate(); //得到进程阻塞状态bool getISusesource(); //得到资源的使用状态void setISusesource(bool); //设置资源的使用状态};int Process::init_ID; //初始化静态变量void Process::RandID() //随机产生一个进程ID{srand((unsigned)time(NULL)); //调用srand随机生成函数init_ID=rand();}Process::Process() //进程的构造函数{ID=init_ID++; //进程ID的初值为静态初始ID的值int commandLen; //命令行长度IP=0;cout<<"Please input the text which process runed by CPU [#command#] :>\\ ";cin>>runText; //输入命令if( (commandLen=strlen(runText) ) > MAXCOMMANDLEN )exit(0); //输入长度超出最大长度时退出，特殊情况处理3runText[commandLen]='#'; //初始指令结束标志 '#' runText[commandLen+1]='\0'; //字符串结束标志ISuseSource=false; //设置资源的使用状态为未使用ISblocked=false; //进程的初始状态-》未被阻塞unitTime=1; //进程被执行的单位时间为1 blockTime=0; //阻塞时间为0}void Process::Runed() //进程被CPU执行{cout<<getResult(IP++); //输出得到的进程执行结果}int Process::getID() //得到进程ID {return ID;}int Process::getIP() //得到进行IP {return IP;}void Process::setIP(int ip) //设置进程IP {IP=ip;}bool Process::getISusesource() //得到资源的使用状态{return ISuseSource;4}void Process::setISusesource(bool s) //设置资源的使用状态{ISuseSource=s;}char* Process::getRuntext() //得到进程执行的指令{return runText;}int Process::getUnittime() //得到进程的单位执行时间{return unitTime;}int Process::getBlcoktime() //得到进程阻塞状态{return blockTime;}void Process::setBlocktime(int BT) //设置进程阻塞时间{blockTime=BT;}void Process::setUnittime(int UT) //设置进程的单位执行时间{unitTime=UT;}5void Process::setBlockstate(bool state) //设置进程阻塞状态{ISblocked=state;}bool Process::getBlockstate() //得到进程阻塞状态{return ISblocked;}char Process::getResult(int k) //得到程序的运行结果{return runText[k];}///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// SOURCE///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////class Source //资源类{protected:int ID; //资源 IDbool state; //资源是否被占用状态int pro_ID; //使用资源的进程id Process *pro; //使用资源的进程指针int time; //进程使用资源的时间6public:Source(int); //资源类构造函数bool getState(); //得到资源被使用状态void setState(bool); //设置资源被使用状态void setTime(int); //设置进程使用资源的时间void setPro(Process *); //设置使用该资源的进程int getID(); //得到资源idint getPorID(); //得到使用资源的进程id void setProID(int); //设置使用资源的进程id void runned(); //资源被cpu调用};Source::Source(int id) //资源类构造函数{ID=id; //资源ID初值为idpro=NULL; //指针赋为空值state=true; //状态为被使用状态}void Source::setProID(int id) //设置使用资源的进程id{pro_ID=id;}void Source::setTime(int t) //设置进程使用资源的时间{time=t;}void Source::setState(bool s) //设置资源使用状态{7state=s;}bool Source::getState() //得到资源使用状态{return state;}void Source::setPro(Process *p) //设置使用该资源的进程{pro=p;}void Source::runned() //资源被CPU调用{if(time>0) //时间充足继续运行输出资源信息并使时间减一{cout<<"( Source :"<<ID<<")";time--;}if(time<=0) //时间用完{pro->setISusesource(false); //资源的使用状态为未使用int ip=pro->getIP(); //得到进程的IPpro->setIP(++ip); //设置到下一个ipSource::setState(true); //设置资源的使用状态为正在使用cout<<endl<<"The process "<<pro->getID()<<" relase the source!"<<endl;pro=NULL; //输出资源被释放指针值赋值为空值}8}//////////////////////////////////////////////////////////// ///////////////////////////// CPU////////////////////////////////////////////////////////////// /////////////////////////typedef struct Block //阻塞队列结构{Process *p_BlockProcess; //被阻塞的进程队列int index; //被阻塞的进程在就绪队列中的位置}Block;class CPU{protected:Process *p_Process; //进程队列Process **pp_Process; //进程就绪队列Block *blockQueue ; //进程阻塞队列Source *p_Source; //资源指针int numOfprocess; //进程数量int numOfblock; //被阻塞的进程数int PC; //程序计数器int allTime; //cpu运行的总时间public :CPU(int); //cpu构造函数void Run(); //cpu运行进程bool _IC(Process&); //虚拟IC,进行进程指令翻译void useSource(Process&); //进程申请资源9void blockProcess(Process&); //阻塞进程void releaseBlockPro(); //释放阻塞进程int getAlltime(); //得到进程运行的总时间void displayPro(); //显示进程的基本信息,id,指令,运行时间等void blockTimeADD(); //阻塞时间加1 };CPU::CPU(int num){p_Source=new Source(379857);//创建一个id号为379857的资源numOfprocess=num; //进程数numOfblock=0; //阻塞数allTime=0; //cpu运行的总时间初始化为0p_Process=new Process[numOfprocess];//进程队列申请空间pp_Process=new Process*[numOfprocess];//进程就绪队列申请空间blockQueue=new Block[numOfprocess]; //阻塞队列申请空间for(int i=0;i<numOfprocess;i++){pp_Process[i]=&p_Process[i]; //用二维数组存放进程指针数组头指针blockQueue->p_BlockProcess=NULL; //阻塞队列的阻塞进程赋值为空blockQueue->index=-1; //阻塞队列的索引值置为1 }}int CPU::getAlltime() //得到进程运行的总时间{return allTime;}10void CPU::displayPro() //显示进程的基本信息{for(int i=0;i<numOfprocess;i++)//循环输出被执行的进程的信息{cout<<"\tProcess ID : "<<p_Process[i].getID()<<endl;cout<<" text of runned :"<<p_Process[i].getRuntext()<<endl;}}void CPU::Run() //cpu运行进程{int numPro=numOfprocess; //记录未被运行的进程个数do{for(int num=0;num < numOfprocess;num++){if(!pp_Process[num]) //就绪队列不空继续执行continue;for(int t=0;t<p_Process[num].getUnittime();t++){PC=p_Process[num].getIP();//得到进程Ipif(_IC(p_Process[num]))//判断进程的状态TURE进入{if(t==0) //时间为0运行完输出进程信息cout<<"the process ["<<p_Process[num].getID()<<"] runed : ";if(!p_Process[num].getISusesource())//如果该进程未被运行过，则调用run运行{p_Process[num].Runed();//}else{p_Source->runned(); //if( p_Source->getState() && numOfblock>0 ){releaseBlockPro();////如果进程运行过，现在但未运行，说明为阻塞。

实验三进程调度一. 实验目的加深理解并模拟实现进程（作业）调度算法。

1）熟悉常用的进程调度算法, 如FCFS、SPF、FPF、高响应比优先、时间片轮转；2）结合所学的数据结构及编程知识, 选择三种进程调度算法予以实现。

二. 实验属性该实验为设计性实验。

三. 实验仪器设备及器材普通PC386以上微机四. 实验要求本实验要求2学时完成。

1）本实验要求完成如下任务:2）编程实现单处理机系统中的进程调度, 要求从FCFS、SPF、FPF、高响应比优先、时间片轮转算法中至少选择三个；3）最后编写主函数对所做工作进行测试。

实验前应复习实验中所涉及的理论知识和算法, 针对实验要求完成基本代码编写并完成预习报告、实验中认真调试所编代码并进行必要的测试、记录并分析实验结果。

实验后认真书写符合规范格式的实验报告（参见附录A）, 并要求用正规的实验报告纸和封面装订整齐, 按时上交。

五: 实验具体设计此程序模拟了两种调度算法, FCFS和SPF, 首先FCFS就是按照进程的创建顺序依次顺序进行, 流程图为：进程顺序执行SPF:每次都进行循环, 选出在该时间刻运行时间最短的进程优先执行。

1.程序代码具体详解:2.创建一结构体作为进程控制器typedef struct PCB{int ID;char state;int arrivetime;int starttime;int finishtime;int servicetime;struct PCB *next;}pcb;定义全局变量作为计时器int time;//计时器创建进程链表:从txt文件中读取数据, 构造一条不含头结点的单链表void Create_process(){ifstream inFile;inFile.open("test.txt");inFile>>n;inFile.get();int i=0;for (;i<n;i++){p=(pcb *)malloc(sizeof(pcb));inFile>>p->ID;inFile>>p->arrivetime;inFile>>p->servicetime;p->starttime=0;p->finishtime=0;p->state='F';p->next=NULL;if(head==NULL){head=p;q=p;time=p->arrivetime;}if(p->arrivetime < time)time=p->arrivetime;q->next=p;q=p;}若执行FCFS算法, 按顺序遍历链表void fcfs1(){int i;p=head;for(i=0;i<n;i++){if(p->state=='F')q=p;run_fcfs1(q);}p=p->next;}}void run_fcfs1(pcb *p1){time = p1->arrivetime > time? p1->arrivetime:time;p1->starttime=time;printf("\n现在时间: %d,开始运行作业%d\n",time,p1->ID);time+=p1->servicetime;p1->state='T';p1->finishtime=time;printf("ID号到达时间开始运行时间服务时间完成时间\n");printf("%d%10d%12d%12d%12d\n",p1->ID,p1->arrivetime,p1->starttime,p1->servicetime,p 1->finishtime);}若执行SPF算法, 每次都从链表头开始遍历链表, 找出arrivetime<=time并且运行时间最短的节点, 执行该节点进程, 最后再删除该节点。

进程调度实验报告本次实验主要是针对进程调度的学习和实践，通过对进程调度算法的了解和实现，加深对操作系统的理解和掌握。

实验环境本次实验使用的是Linux操作系统，具体版本为Ubuntu 18.04 LTS。

实验中使用了C语言编写程序，并使用了gcc编译器进行编译。

实验内容本次实验主要包括以下内容：1. 进程调度算法的了解和实现进程调度算法是操作系统中非常重要的一部分，它决定了操作系统如何分配CPU时间片给不同的进程。

本次实验中，我们学习了三种常见的进程调度算法：先来先服务（FCFS）、最短作业优先（SJF）和时间片轮转（RR）。

并且，我们实现了这三种算法的代码，并进行了测试和比较。

2. 进程调度的实现在实验中，我们使用了C语言编写了一个简单的进程调度程序。

该程序可以创建多个进程，并使用不同的调度算法进行调度。

我们通过修改程序中的参数，可以测试不同的调度算法和不同的进程数量，以便更好地理解进程调度的原理和实现。

实验结果通过本次实验，我们深入了解了进程调度算法的原理和实现，并通过实验测试了不同的调度算法和不同的进程数量。

我们发现，不同的调度算法对于不同的进程负载有不同的表现。

在进程数量较少的情况下，先来先服务算法表现较好；而在进程数量较多的情况下，时间片轮转算法表现更好。

此外，我们还发现，进程调度算法对于系统的响应时间和吞吐量有着重要的影响。

结论通过本次实验，我们深入了解了进程调度算法的原理和实现，并通过实验测试了不同的调度算法和不同的进程数量。

我们发现，进程调度算法对于系统的响应时间和吞吐量有着重要的影响，因此在实际应用中需要根据实际情况选择合适的调度算法。

一、实验目的本次实验旨在通过模拟进程调度过程，加深对进程调度算法的理解，并掌握进程调度程序的设计与实现方法。

实验内容主要包括：创建进程、进程调度、进程执行、进程结束等。

二、实验环境操作系统：Linux编程语言：C/C++三、实验内容1. 进程调度算法本实验采用三种进程调度算法：FIFO（先进先出）、时间片轮转法、多级反馈队列调度算法。

2. 进程调度程序设计进程调度程序主要由以下部分组成：（1）进程控制块（PCB）PCB用于描述进程的基本信息，包括进程名、到达时间、需要运行时间、已运行时间、进程状态等。

（2）就绪队列就绪队列用于存储处于就绪状态的进程，按照进程的优先级或到达时间进行排序。

（3）进程调度函数进程调度函数负责从就绪队列中选择一个进程进行执行，并将CPU分配给该进程。

（4）进程执行函数进程执行函数负责模拟进程的执行过程，包括进程的创建、执行、结束等。

四、实验源码```c#include <stdio.h>#include <stdlib.h>#include <time.h>#define MAX_PROCESSES 10typedef struct PCB {int pid;int arrival_time;int need_time;int used_time;int priority;int state; // 0: 等待 1: 运行 2: 完成} PCB;PCB processes[MAX_PROCESSES];int process_count = 0;typedef struct Queue {PCB queue;int front;int rear;int size;} Queue;Queue ready_queue;void init_queue(Queue q) {q->queue = (PCB )malloc(sizeof(PCB) MAX_PROCESSES); q->front = q->rear = 0;q->size = 0;}void enqueue(Queue q, PCB p) {if (q->size == MAX_PROCESSES) {printf("Queue is full.\n");return;}q->queue[q->rear] = p;q->rear = (q->rear + 1) % MAX_PROCESSES; q->size++;}PCB dequeue(Queue q) {if (q->size == 0) {printf("Queue is empty.\n");return NULL;}PCB p = &q->queue[q->front];q->front = (q->front + 1) % MAX_PROCESSES; q->size--;return p;}int is_empty(Queue q) {return q->size == 0;}void print_queue(Queue q) {printf("Queue: ");for (int i = 0; i < q->size; i++) {PCB p = &q->queue[(q->front + i) % MAX_PROCESSES];printf("PID: %d, Arrival Time: %d, Need Time: %d, Used Time: %d, Priority: %d, State: %d\n",p->pid, p->arrival_time, p->need_time, p->used_time, p->priority, p->state);}}void init_processes() {for (int i = 0; i < MAX_PROCESSES; i++) {processes[i].pid = i;processes[i].arrival_time = rand() % 10;processes[i].need_time = rand() % 10 + 1;processes[i].used_time = 0;processes[i].priority = rand() % 3;processes[i].state = 0;}}void schedule() {int time = 0;while (process_count > 0) {for (int i = 0; i < process_count; i++) {PCB p = &processes[i];if (p->arrival_time == time) {enqueue(&ready_queue, p);p->state = 1;}}if (!is_empty(&ready_queue)) {PCB p = dequeue(&ready_queue);p->used_time++;printf("Process %d is running.\n", p->pid);if (p->used_time == p->need_time) {p->state = 2;printf("Process %d is finished.\n", p->pid); }}time++;}}int main() {srand(time(NULL));init_queue(&ready_queue);init_processes();process_count = rand() % MAX_PROCESSES + 1;schedule();print_queue(&ready_queue);return 0;}```五、实验结果与分析1. FIFO调度算法实验结果表明，FIFO调度算法按照进程的到达时间进行调度，可能导致短作业等待时间长，效率较低。

进程调度算法实验报告(总13页)本次实验是关于进程调度算法的实验，通过实验我们可以更深入地了解进程调度算法对操作系统的影响，选择合适的算法可以提高操作系统的性能。

在本次实验中，我们实现了三种常见的进程调度算法，分别是先来先服务（FCFS）、优先级调度（Priority Scheduling）和时间片轮转（Round-Robin）。

实验环境本次实验在Ubuntu 20.04 LTS操作系统下进行。

实验原理先来先服务（FCFS）调度算法，也称为先进先出（FIFO）算法。

其原理是按照作业提交的先后顺序进行处理，在操作系统中，每个进程都有一个到达时间和一个运行时间，按照到达时间的先后顺序进行处理。

优先级调度（Priority Scheduling）调度算法是根据进程优先级的高低来确定进程的执行顺序。

每个进程都有一个优先级，并且系统的调度程序会选择优先级最高的进程进行执行。

如果有多个进程的优先级相同，则按照先来先服务的原则进行调度。

时间片轮转（Round-Robin）调度算法是为了解决短进程被长进程“挤掉”的问题而提出的一种算法。

它将等待队列中的进程按照先来先服务的原则排序，并且每个进程被分配一个相同的时间片，当时间片用完后，该进程就被放到等待队列的末尾，等待下次调度。

如果当前运行进程在时间片用完之前就执行完毕了，则当前进程会被直接退出，CPU会在就绪队列中选择下一个进程运行。

实验内容本次实验中，我们实现了一个简单的进程调度器，通过实现不同的调度算法来比较它们的性能差异。

需要实现的函数如下：1. void fcfs(vector<process> processes)：实现先来先服务（FCFS）调度算法的函数。

实验流程1. 定义进程结构体为了方便处理进程，我们定义了一个process结构体，包含进程的ID、到达时间、运行时间、优先级等信息。

定义如下：struct process {int id; // 进程IDint arrival_time; // 到达时间int burst_time; // 运行时间int priority; // 优先级}2. 实现进程生成函数为了测试不同调度算法的性能，我们需要生成一些具有不同特征的进程。

实验三进程调度实验目的1、理解有关进程控制块、进程队列的概念。

2、掌握进程优先权调度算法和时间片轮转调度算法的处理逻辑。

实验内容与基本要求1、设计进程控制块PCB的结构，分别适用于优先权调度算法和时间片轮转调度算法。

2、建立进程就绪队列。

3、编制两种进程调度算法：优先权调度算法P和时间片轮转调度算法R。

实验报告内容1、优先权调度算法和时间片轮转调度算法原理。

2、程序流程图。

3、程序及注释。

4、运行结果以及结论。

1、优先权调度算法和时间片轮转调度算法原理优先权调度算法：当该算法用于作业调度时，系统从后备作业队列中选择若干个优先级最高的，且系统能满足资源要求的作业装入内存运行；当该算法用于进程调度时，将把处理机分配给就绪进程队列中优先级最高的进程投入运行。

分为非抢占式优先级算法和抢占式优先级算法。

时间片轮转调度算法原理：系统将就绪进程按到达的顺序排成一个队列，按FCFS原则，进程调度程序总是选择就绪队列中的第一个进程执行，且只运行一个时间片。

时间用完后，即使此进程并未完成，仍然将处理机分配给下一个就绪的进程，将此进程返回到就绪队列的末尾，等候重新运行。

2、程序流程图。

3、程序及注释#include <stdio.h>#include <stdlib.h>#include <string.h>typedef struct node{char name[20]; /*进程的名字*/int prio; /*进程的优先级*/int round; /*分配CPU的时间片*/int cputime; /*CPU执行时间*/int needtime; /*进程执行所需要的时间*/char state; /*进程的状态，W--就绪态，R--执行态，F--完成态*/int count; /*记录执行的次数*/struct node *next; /*链表指针*/}PCB;PCB *ready=NULL,*run=NULL,*finish=NULL; /*定义三个队列，就绪队列，执行队列和完成队列*/int num;void GetFirst(); /*从就绪队列取得第一个节点*/void Output(); /*输出队列信息*/void InsertPrio(PCB *in); /*创建优先级队列，规定优先数越小，优先级越高*/void InsertTime(PCB *in); /*时间片队列*/void InsertFinish(PCB *in); /*时间片队列*/void PrioCreate(); /*优先级输入函数*/void TimeCreate(); /*时间片输入函数*/void Priority(); /*按照优先级调度*/void RoundRun(); /*时间片轮转调度*/int main(void){char chose;printf("请输入要创建的进程数目:\n");scanf("%d",&num);getchar();printf("输入进程的调度方法：(P/R)\n");scanf("%c",&chose);switch(chose){case 'P':case 'p':PrioCreate();Priority();break;case 'R':case 'r':TimeCreate();RoundRun();break;default:break;}Output();return 0;}void GetFirst() /*取得第一个就绪队列节点*/{run = ready;if(ready!=NULL){run ->state = 'R';ready = ready ->next;run ->next = NULL;}}void Output() /*输出队列信息*/{PCB *p;/*p = ready;*/printf("进程名\t优先级\t时间片\tcpu时间\t需要时间\t进程状态\t计数器\n");p = ready;while(p!=NULL){printf("%s\t%d\t%d\t%d\t%d\t\t%c\t\t%d\n",p->name,p->prio,p->round,p->cputime,p->needtime, p->state,p->count);p = p->next;}p = finish;while(p!=NULL){printf("%s\t%d\t%d\t%d\t%d\t\t%c\t\t%d\n",p->name,p->prio,p->round,p->cputime,p->needtime, p->state,p->count);p = p->next;}p = run;while(p!=NULL){printf("%s\t%d\t%d\t%d\t%d\t\t%c\t\t%d\n",p->name,p->prio,p->round,p->cputime,p->needtime, p->state,p->count);p = p->next;}}void InsertPrio(PCB *in) /*创建优先级队列，规定优先数越小，优先级越低*/{PCB *fst,*nxt;fst = nxt = ready;if(ready == NULL) /*如果队列为空，则为第一个元素*/{in->next = ready;ready = in;}else /*查到合适的位置进行插入*/{if(in ->prio > fst ->prio) /*比第一个还要大(大于等于)，则插入到队头*/{in->next = ready;ready = in;}else{while(fst->next != NULL) /*移动指针查找第一个别它小的元素的位置进行插入*/{nxt = fst;fst = fst->next;}if(fst ->next == NULL) /*已经搜索到队尾，则其优先级数最小，将其插入到队尾即可*/{in ->next = fst ->next;fst ->next = in;}else /*插入到队列中*/{nxt = in;in ->next = fst;}}}}void InsertTime(PCB *in) /*将进程插入到就绪队列尾部*/ {PCB *fst;fst = ready;if(ready == NULL){in->next = ready;ready = in;}else{while(fst->next != NULL){fst = fst->next;}in ->next = fst ->next;fst ->next = in;}}void InsertFinish(PCB *in) /*将进程插入到完成队列尾部*/ {PCB *fst;fst = finish;if(finish == NULL){in->next = finish;finish = in;}else{while(fst->next != NULL){fst = fst->next;}in ->next = fst ->next;fst ->next = in;}}void PrioCreate() /*优先级调度输入函数*/{PCB *tmp;printf("输入进程名字和进程所需时间：\n");for(i = 0;i < num; i++){if((tmp = (PCB *)malloc(sizeof(PCB)))==NULL){perror("malloc");exit(1);}scanf("%s",tmp->name);getchar(); /*吸收回车符号*/scanf("%d",&(tmp->needtime));tmp ->cputime = 0;tmp ->state ='W';tmp ->prio = 50 - tmp->needtime; /*设置其优先级，需要的时间越多，优先级越低*/tmp ->round = 0;tmp ->count = 0;InsertPrio(tmp); /*按照优先级从高到低，插入到就绪队列*/}}void TimeCreate() /*时间片输入函数*/{PCB *tmp;int i;printf("输入进程名字和进程时间片所需时间：\n");for(i = 0;i < num; i++){if((tmp = (PCB *)malloc(sizeof(PCB)))==NULL){perror("malloc");exit(1);}scanf("%s",tmp->name);getchar();scanf("%d",&(tmp->needtime));tmp ->cputime = 0;tmp ->state ='W';tmp ->prio = 0;tmp ->round = 2; /*假设每个进程所分配的时间片是2*/tmp ->count = 0;InsertTime(tmp);}void Priority() /*按照优先级调度，每次执行一个时间片*/{int flag = 1;GetFirst();while(run != NULL) /*当就绪队列不为空时，则调度进程如执行队列执行*/{Output(); /*输出每次调度过程中各个节点的状态*/while(flag){run->prio -= 0; /*优先级减去三,若设为0则优先级不变*/run->cputime++; /*CPU时间片加一*/run->needtime--;/*进程执行完成的剩余时间减一*/if(run->needtime == 0)/*如果进程执行完毕，将进程状态置为F，将其插入到完成队列*/{run ->state = 'F';run->count++; /*进程执行的次数加一*/InsertFinish(run);flag = 0;}else /*将进程状态置为W，入就绪队列*/{run->state = 'W';run->count++; /*进程执行的次数加一*/InsertTime(run);flag = 0;}}flag = 1;GetFirst(); /*继续取就绪队列队头进程进入执行队列*/}}void RoundRun() /*时间片轮转调度算法*/{int flag = 1;GetFirst();while(run != NULL){Output();while(flag){run->count++;run->cputime++;run->needtime--;if(run->needtime == 0) /*进程执行完毕*/{run ->state = 'F';InsertFinish(run);flag = 0;}else if(run->count == run->round)/*时间片用完*/{run->state = 'W';run->count = 0; /*计数器清零，为下次做准备*/InsertTime(run);flag = 0;}}flag = 1;GetFirst();}}4、运行结果以及结论。

操作系统实验 报告实验项目： 进程调度学 院： 计算机学院专 业：班 级：学 号：姓 名：1. 实验目的在采用多道程序设计的系统中，往往有若干个进程同时处于就绪状态。

当就绪进程个数大于处理机数时，就必须依照某种策略来决定哪些进程优先占用处理机。

本实验模拟在单处理机情况下的进程调度，加深了解进程调度的工作。

2. 实验内容设计一个按时间片轮转法实现进程调度的程序。

(1)假定系统有五个进程，每一个进程用一个进程控制块PCB 来代表，进程控制块的格式为：其中，进程名——作为进程的标识，假设五个进程的进程名分别为Q 1，Q 2，Q 3，Q 4，Q 5。

指针——进程按顺序排成循环队列，用指针指出下一个进程的进程控制块的首地址，最后一个进程的指针指出第一个进程的进程控制块首地址。

要求运行时间——假设进程需要运行的单位时间数。

已运行时间——假设进程已经运行的单位时间数，初始值为“0”。

状态——有两种状态，“就绪”和“结束”，初始状态都为“就绪”，用“R ”表示。

当一个进程运行结束后，它的状态为“结束”，用“E ”表示。

(2)每次运行所设计的进程调度程序前，为每个进程任意确定它的“要求运行时间”。

(3)把五个进程按顺序排成循环队列，用指针指出队列连接情况。

另用一标志单元记录轮到运行的进程。

例如，当前轮到Q 2执行，则有：进程名 指针 要求运行时间 已运行时间 状态标志单元(4)进程调度总是选择标志单元指示的进程运行。

由于本实验是模拟进程调度的功能，所以对被选中的进程并不实际的启动运行，而是执行“已运行时间+1”来模拟进程的一次运行，表示进程已经运行过一个单位的时间。

请注意：在实际的系统中，当一个进程被选中运行时，必须置上该进程可以运行的时间片值，以及恢复进程的现场，让它占有处理机运行，直到出现等待事件或运行满一个时间片。

在这时省去了这些工作，仅用“已运行时间+1”来表示进程已经运行满一个时间片。

(5)进程运行一次后，应把该进程的进程控制块中的指针值送到标志单元，以指示下一个轮到运行的进程。