使用动态优先权与时间片轮转的进程调度算法的模拟

实验一进程调度实验一、目的要求用高级语言编写和调试一个进程调度程序，以加深对进程的概念及进程调度算法的理解。

二、例题：设计一个有 N个进程共行的进程调度程序进程调度算法：采用最高优先数优先的调度算法（即把处理机分配给优先数最高的进程）和先来先服务算法。

每个进程有一个进程控制块（PCB）表示。

进程控制块可以包含如下信息：进程名、优先数、到达时间、需要运行时间、已用CPU时间、进程状态等等。

进程的优先数及需要的运行时间可以事先人为地指定（也可以由随机数产生）。

进程的到达时间为进程输入的时间。

进程的运行时间以时间片为单位进行计算。

每个进程的状态可以是就绪 W（Wait）、运行R（Run）、或完成F（Finish）三种状态之一。

就绪进程获得CPU后都只能运行一个时间片。

用已占用CPU时间加1来表示。

如果运行一个时间片后，进程的已占用 CPU时间已达到所需要的运行时间，则撤消该进程，如果运行一个时间片后进程的已占用CPU时间还未达所需要的运行时间，也就是进程还需要继续运行，此时应将进程的优先数减1（即降低一级），然后把它插入就绪队列等待CPU。

每进行一次调度程序都打印一次运行进程、就绪队列、以及各个进程的PCB，以便进行检查。

重复以上过程，直到所要进程都完成为止。

调度算法的流程图如下图所示。

三．实验题：1、编写并调试一个模拟的进程调度程序，采用“最高优先数优先”调度算法对五个进程进行调度。

“最高优先数优先”调度算法的基本思想是把CPU分配给就绪队列中优先数最高的进程。

静态优先数是在创建进程时确定的，并在整个进程运行期间不再改变。

动态优先数是指进程的优先数在创建进程时可以给定一个初始值，并且可以按一定原则修改优先数。

例如：在进程获得一次CPU后就将其优先数减少1。

或者，进程等待的时间超过某一时限时增加其优先数的值，等等。

2、编写并调试一个模拟的进程调度程序，采用“轮转法”调度算法对五个进程进行调度。

轮转法可以是简单轮转法、可变时间片轮转法，或多队列轮转法。

进程调度算法实验报告进程调度算法实验报告一、引言进程调度算法是操作系统中的重要组成部分，它决定了进程在CPU上的执行顺序。

合理的进程调度算法能够提高系统的性能和效率，使得多个进程能够公平地共享CPU资源。

本实验旨在通过实际操作和数据分析，探究不同的进程调度算法对系统性能的影响。

二、实验方法1. 实验环境本次实验使用了一台配置较高的计算机作为实验环境，操作系统为Windows 10。

实验中使用了C语言编写的模拟进程调度程序。

2. 实验步骤（1）编写模拟进程调度程序，实现常见的进程调度算法，包括先来先服务（FCFS）、最短作业优先（SJF）、时间片轮转（RR）和优先级调度（Priority）。

（2）设计一组测试用例，包括不同执行时间的进程和不同优先级的进程。

（3）运行模拟进程调度程序，记录每个进程的等待时间、周转时间和响应时间。

（4）根据实验结果分析不同进程调度算法的性能差异。

三、实验结果与分析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，即先到达的进程先执行。

实验结果显示，该算法对于执行时间较短的进程表现良好，但对于执行时间较长的进程则存在明显的不公平性。

长作业的等待时间较长，导致整体执行效率较低。

2. 最短作业优先（SJF）调度算法最短作业优先调度算法按照进程执行时间的长度进行调度，即执行时间最短的进程先执行。

实验结果显示，该算法能够最大程度地减少平均等待时间和周转时间，提高系统的执行效率。

然而，该算法对于执行时间较长的进程存在饥饿问题，即长作业可能一直等待短作业的执行，导致长作业的等待时间过长。

3. 时间片轮转（RR）调度算法时间片轮转调度算法将CPU的执行时间划分为固定长度的时间片，每个进程按照轮流执行的方式进行调度。

实验结果显示，该算法能够保证每个进程都能够获得一定的执行时间，提高了系统的公平性。

然而，对于执行时间较长的进程而言，由于需要等待其他进程的轮转，其执行效率相对较低。

进程调度算法实验报告篇一：操作系统进程调度算法模拟实验报告进程调度算法模拟专业：XXXXX 学号：XXXXX 姓名：XXX实验日期：20XX年XX月XX日一、实验目的通过对进程调度算法的模拟加深对进程概念和进程调度算法的理解。

二、实验要求编写程序实现对5个进程的调度模拟，要求至少采用两种不同的调度算法分别进行模拟调度。

三、实验方法内容1. 算法设计思路将每个进程抽象成一个控制块PCB， PCB用一个结构体描述。

构建一个进程调度类。

将进程调度的各种算法分装在一个类中。

类中存在三个容器，一个保存正在或未进入就绪队列的进程，一个保存就绪的进程，另一个保存已完成的进程。

还有一个PCB实例。

主要保存正在运行的进程。

类中其他方法都是围绕这三个容器可以这个运行中的PCB展开。

主要用到的技术是STL中的vector以维护和保存进程容器、就绪容器、完成容器。

当程序启动时，用户可以选择不同的调度算法。

然后用户从控制台输入各个进程的信息，这些信息保存到进程容器中。

进程信息输入完毕后，就开始了进程调度，每调度一次判断就绪队列是否为空，若为空则系统时间加一个时间片。

判断进程容器中是否有新的进程可以加入就绪队列。

2. 算法流程图主程序的框架：();//先来先服务();//最短进程优先调度//简单时间片轮转//最高优先数优先//输入进程信息();.m_WaitQueue.empty()||.m_ProcessQueue.empt() ();();进程调度过程：;3. 算法中用到的数据结构struct fcfs{//先来先服务算法从这里开始char name[10];float arrivetime;float servicetime;float starttime;float finishtime;float zztime;floatdqzztime;};//定义一个结构体，里面包含的有一个进程相关的信息4. 主要的常量变量vectorm_ProcessQueue;//进程输入队列vectorm_WaitQueue;//进程就绪队列vectorm_FinishQueue;//完成队列vector::iterator m_iter;//迭代器 PCB m_runProcess;//运行中的进程int m_ProcessCount;//进程数 float m_RunTime;//运行时间int m_tagIsRun;//是否在运行标志。

1．课程设计的目的《操作系统原理》课程设计我们专业实践性环节之一，是学习完《操作系统原理》课程后进行的一次较全面的综合练习。

其目的在于加深对操作系统的理论、方法和基础知识的理解，掌握操作系统结构、实现机理和各种典型算法，系统地了解操作系统的设计和实现思路，培养学生的系统设计能力，并了解操作系统的发展动向和趋势。

2．课程设计的内容及要求先来先服务、短作业优先、时间片轮转、基于静态优先级的调度，基于高响应比优先的动态优先级调度算法实现，能够输出调度情况，并计算周转时间和平均周转时间。

要求使用链表，进程个数由用户提供，按照进程的实际个数生成PCB，程序能够让用户选择使用哪种调度算法，能够在Linux环境运行并验证结果。

程序要考虑用户界面的友好性和使用方便性。

进程基本信息可从文件读入，也可手动输入。

3、设计原理3.1先来先服务调度算法每次调度都是从后备作业队列中选择一个或多个最先进入该队列的作业，将它们调入内存，为它们分配资源创建进程，然后放入就绪队列3.2短作业优先调度算法短作业优先调度算法是从就绪队列中选出一个估计运行时间最短的进程，将处理机分配给它，使它立即执行并一直执行到完成，或发生某事件而被阻塞放弃处理机时再重新调度。

3.3时间片轮转调度算法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新的队首进程，同时也让它执行一个时间片。

3.4静态优先级调度算法把处理机分配给优先级最高的进程，使之执行。

但在其执行期间，只要出现了另一个比其优先级更高的进程，调度程序就将处理机分配给新到的优先级最高的进程。

这样就可以保证紧迫性作业优先运行。

3.5最高响应比优先的动态优先级调度算法优先权调度算法是为了照顾紧迫型作业，使之在进入系统后便获得优先处理，引入最高优先权优先调度算法。

淮海工学院计算机科学系实验报告书课程名：《操作系统原理》题目：实验一进程管理班级：Z软件52学号：2017140595姓名：郭文静1、实验目的与要求进程是操作系统最重要的概念之一，进程调度是操作系统内核的重要功能，本实验要求用C/C++语言编写一个进程调度模拟程序，至少使用最高优先权优先或时间片轮转法两种算法来实现进程调度。

通过本实验可加深对进程调度算法的理解。

1、设计有5个进程并发执行的模拟调度程序，每个程序由一个PCB表示。

2、模拟调度程序至少使用最高优先权优先或时间片轮转法两种算法来实现进程调度。

3、程序执行中应能在屏幕上显示出各进程的状态变化，以便于观察调度的整个过程。

2、实验内容或题目2.1优先级算法说明（1）PCB的结构：优先级算法中，设PCB的结构如右图所示，其中各数据项的含义Array如下：Id：进程标识符号，取值1—5。

Prior：优先级，随机产生，范围5—10。

Used：目前已占用的CPU时间数，初值为0；当该进程被调用执行时，每执行一个时间片，Used加1。

Need：进程尚需的CPU时间数，初值表示该进程需要运行的总时间，取值范围为1—5。

并随机产生，每运行一个时间片need减1；need为0则进程结束。

Status：进程状态R（运行），J（就绪），F（完成）；初始时都处于就绪状态。

Next：指向就绪队列中下一个进程的PCB的指针。

（2）初始状态及就绪队列组织：5个进程初始都处于就绪状态，进程标识1—5，used初值都为0。

各进程的优先级随机产生，范围1—5。

处于就绪状态的进程，用队列加以组织，队列按优先级由高到低依次排列，队首指针设为head。

（3）调度原则以及运行时间的处理：正在执行的进程每执行一个时间片，其优先级减1（允许优先级为负）。

进程调度将在以下情况发生：当正在运行的程序其优先级小于就绪队列队首进程的优先级时。

程序中进程的运行时间以逻辑时间片为单位。

2.2时间片轮转算法说明（1）PCB的结构（如下图所示）：轮转法中，设PCB的结构如右图所示，其中各数据项的含义如下：Span：在某一轮中，分配给先运行进程的时间片数，取值1—3。

动态优先权进程调度算法模拟实验报告动态优先权调度算法是一种动态调度算法，根据进程的优先级来决定下一个要执行的进程。

进程的优先级可以根据其紧迫性、重要性和资源需求等因素来确定。

本实验利用模拟算法来模拟动态优先权调度算法，并通过实例来说明该调度算法的工作原理和优缺点。

一、实验目的通过本实验，我们可以了解动态优先权调度算法的工作原理，掌握如何使用模拟算法来模拟进程的调度过程，进一步了解该调度算法的优缺点。

二、实验环境本实验使用C++编程语言来实现动态优先权调度算法的模拟。

编译器使用Dev-C++。

三、实验步骤1.设计进程控制块（PCB）的数据结构，包括进程优先级、进程标识、进程状态等信息。

2.设计模拟算法来模拟动态优先权调度算法。

具体算法如下：a.初始化就绪队列，将所有的进程按照优先级插入到就绪队列中。

b.选择优先级最高的进程执行，并更新该进程的优先级。

c.执行完毕后更新进程的状态，并将其从就绪队列中删除。

d.如果新的进程到达，将其插入到就绪队列中。

3.实现主函数，模拟进程的创建、调度和执行过程。

4.进行多个实例的测试，观察进程的调度顺序和执行结果。

5.总结实验结果，分析动态优先权调度算法的优缺点。

四、实验结果与分析通过多个实例的测试，我们可以观察到动态优先权调度算法的工作过程和效果。

该算法可以根据进程的优先级来确定下一个要执行的进程，从而可以更好地满足不同进程的需求。

同时，动态优先权调度算法可以确保优先级高的进程能够及时得到执行，提高系统的响应速度。

然而，动态优先权调度算法存在一些缺点。

首先，该算法对进程的优先级要求较高，需要合理设置进程的优先级。

如果优先级设置不合理，可能导致优先级高的进程一直占用CPU资源，而优先级低的进程无法得到执行，造成资源浪费。

其次，该算法没有考虑进程的等待时间和执行时间，容易导致饥饿现象的发生，即一些进程无法得到执行。

五、实验总结通过本实验，我们了解了动态优先权调度算法的工作原理和模拟方法。

学号：课程设计课程名字系统软件开发实训A题目进程调度模拟设计——时间片轮转、优先级法学院专业班级姓名指导教师2014 年01 月17 日课程设计任务书学生姓名：专业班级：指导教师：工作单位：题目: 进程调度模拟设计——时间片轮转、优先级法初始条件：1．预备内容：阅读操作系统的处理机管理章节内容，对进程调度的功能以及进程调度算法有深入的理解。

2．实践准备：掌握一种计算机高级语言的使用。

要求完成的主要任务:（包括课程设计工作量及其技术要求，以及说明书撰写等具体要求）1．模拟进程调度，能够处理以下的情形：⑴能够选择不同的调度算法（要求中给出的调度算法）；⑵能够输入进程的基本信息，如进程名、优先级、到达时间和运行时间等；⑶根据选择的调度算法显示进程调度队列；⑷根据选择的调度算法计算平均周转时间和平均带权周转时间。

2．设计报告内容应说明：⑴课程设计目的与功能；⑵需求分析，数据结构或模块说明(功能与框图)；⑶源程序的主要部分；⑷测试用例，运行结果与运行情况分析；⑸自我评价与总结。

时间安排：设计安排3周：查阅、分析资料 1天系统软件的分析与建模 4天系统软件的设计 5天系统软件的实现 3天撰写文档 1天课程设计验收答辩 1天设计验收安排：设计周的第三周的指定时间到实验室进行上机验收。

设计报告书收取时间：课程设计验收答辩完结时。

（注意事项：严禁抄袭，一旦发现，抄与被抄的一律按0分记）指导教师签名： 2013 年 12 月 10日系主任（或责任教师）签名： 2013 年 12 月 10日进程调度模拟设计——时间片轮转、优先级法1设计目的1.1 阅读操作系统的处理机管理章节内容，对进程调度的功能以及进程调度算法有深入的理解，能够使用其中的方法来进行进程调度模拟设计。

1.2 练掌握并运用时间片轮转和优先级法，掌握一种计算机高级语言的使用。

2 设计要求2.1 能够选择不同的调度算法（要求中给出的调度算法）；2.2 能够输入进程的基本信息，如进程名、优先级、到达时间和运行时间等；2.3 根据选择的调度算法显示进程调度队列；2.4 根据选择的调度算法计算平均周转时间和平均带权周转时间。

进程调度模拟设计——先来先服务、优先级法学号：课程设计题目进程调度模拟设计——先来先服务、优先级法学院计算机科学与技术专业班级姓名指导教师吴利军2013 年 1 月16 日课程设计任务书学生姓名：专业班级：指导教师：吴利军工作单位：计算机科学与技术学院题目: 进程调度模拟设计——先来先服务、优先级法初始条件：1．预备内容：阅读操作系统的处理机管理章节内容，对进程调度的功能以及进程调度算法有深入的理解。

2．实践准备：掌握一种计算机高级语言的使用。

要求完成的主要任务:（包括课程设计工作量及其技术要求，以及说明书撰写等具体要求）1．模拟进程调度，能够处理以下的情形：⑴能够选择不同的调度算法（要求中给出的调度算法）；⑵能够输入进程的基本信息，如进程名、优先级、到达时间和运行时间等；⑶根据选择的调度算法显示进程调度队列；⑷根据选择的调度算法计算平均周转时间和平均带权周转时间。

2．设计报告内容应说明：⑴需求分析；⑵功能设计（数据结构及模块说明）；⑶开发平台及源程序的主要部分；⑷测试用例，运行结果与运行情况分析；⑸自我评价与总结：i）你认为你完成的设计哪些地方做得比较好或比较出色；ii）什么地方做得不太好，以后如何改正；iii）从本设计得到的收获（在编写，调试，执行过程中的经验和教训）；iv）完成本题是否有其他方法（如果有，简要说明该方法）；时间安排：设计安排一周：周1、周2：完成程序分析及设计。

周2、周3：完成程序调试及测试。

周4、周5：验收、撰写课程设计报告。

（注意事项：严禁抄袭，一旦发现，一律按0分记）指导教师签名：年月日系主任（或责任教师）签名：年月日进程调度模拟设计——先来先服务、优先级法1、背景：当计算机系统是多道程序设计系统时，通常会有多个进程或线程同时竞争CPU。

只要有两个或更多的进程处于就绪状态，这种情形就会发生。

如果只有一个CPU可用，那么就必须选择下一个要运行的进程。

在操作系统中，完成选择工作的这一部分称为调度程序，该程序使用的算法成为调度算法。

华北电力大学实验报告实验名称动态优先权进程调度算法模拟课程名称计算机操作系统专业班级：学生姓名：学号：成绩：指导教师：实验日期：一﹑实验目的：通过动态优先权算法的模拟加深对进程概念和进程调度过程的理解。

二﹑实验内容：（1）用C语言（或其它语言，如Java）实现对N个进程采用某种进程调度算法（如动态优先权调度）的调度。

（2）每个用来标识进程的进程控制块PCB可用结构来描述，包括以下字段：✧进程标识数ID。

✧进程优先数PRIORITY，并规定优先数越大的进程，其优先权越高。

✧进程已占用CPU时间CPUTIME。

✧进程还需占用的CPU时间ALLTIME。

当进程运行完毕时，ALLTIME变为0。

✧进程的阻塞时间STARTBLOCK，表示当进程再运行STARTBLOCK个时间片后，进程将进入阻塞状态。

✧进程被阻塞的时间BLOCKTIME，表示已阻塞的进程再等待BLOCKTIME个时间片后，将转换成就绪状态。

✧进程状态STATE。

✧队列指针NEXT，用来将PCB排成队列。

（3）优先数改变的原则：✧进程在就绪队列中呆一个时间片，优先数增加1。

✧进程每运行一个时间片，优先数减3。

（4）为了清楚地观察每个进程的调度过程，程序应将每个时间片内的进程的情况显示出来，包括正在运行的进程，处于就绪队列中的进程和处于阻塞队列中的进程。

（5）分析程序运行的结果，谈一下自己的认识。

三、设计思路和方法通过VC++程序模拟动态优先权程序调度算法，主要思路和方法就是，通过结构体模拟计算机的控制模组，构造一个PCB结构体即进程控制块结构体，用来记录当前进程的的相关状态信息，包括进程标识符、处理机状态、进程调度信息、进程控制信息。

并通过C++语言模拟计算机的相关调度算法，对构建的PCB进程进行模拟调度和运行，从而实现用计算机对进程的调度过程进行过程仿真。

四、数据结构和算法数据结构：1.包含PCB信息的结构体2.包含进程信息的顺序表结构算法：优先权=(等待时间+要求服务时间)/要求服务时间R p=(等待时间+要求服务时间)/要求服务时间=相应时间/要求服务时间系统将所有就绪队列按优先级高低排成一个队列，每次调度时，将CPU分配给优先级最高的进程，并令其执行一个时间片，而后中断，寻找并运行下一个优先级最高的进程。

进程调度算法模拟程序设计引言进程调度算法是操作系统中的重要组成部分，它决定了进程在系统中的执行顺序和分配时间片的策略。

为了更好地理解和研究不同的进程调度算法，我们可以设计一个模拟程序来模拟进程的调度过程。

本文将介绍进程调度算法的基本概念和常见的调度算法，并详细讨论如何设计一个进程调度算法模拟程序。

什么是进程调度算法进程调度算法是操作系统中的一种策略，用于决定在多个进程同时请求执行时，系统按照什么样的顺序来选择并分配CPU资源。

进程调度算法的目标是尽可能地提高系统的吞吐量、响应时间和公平性。

常见的进程调度算法先来先服务（FCFS）先来先服务是最简单的进程调度算法，它按照进程到达的先后顺序进行调度。

当一个进程到达系统后，它会被放入就绪队列中，然后按照先后顺序执行。

这种算法的优点是简单易懂，但是存在”饥饿”问题，即长作业会占用CPU资源，导致其他短作业等待时间过长。

短作业优先（SJF）短作业优先算法是根据进程的执行时间来进行调度的。

当一个进程到达系统后，系统会根据其执行时间将其放入适当的位置，执行时间短的进程优先执行。

这种算法可以最大限度地减少平均等待时间，但是对于长作业来说可能会饥饿。

时间片轮转（RR）时间片轮转算法是一种分时调度算法，它将CPU的执行时间划分为多个时间片，每个进程在一个时间片内执行一定的时间，然后切换到下一个进程。

这种算法可以保证所有进程都有机会执行，并且对于响应时间要求较高的任务比较合适。

多级反馈队列（MFQ）多级反馈队列算法是一种综合了FCFS和RR的调度算法。

系统将进程根据优先级划分为多个队列，每个队列都有不同的时间片大小。

当一个进程到达系统后，它被放入第一个队列中，如果在时间片内没有执行完，则被移到下一个队列中。

这种算法可以根据进程的优先级和执行时间动态调整调度策略，提高系统的响应性能。

进程调度算法模拟程序设计程序结构为了设计一个进程调度算法模拟程序，我们需要考虑以下几个方面的内容：1.进程的数据结构：我们可以使用一个进程控制块（PCB）来表示一个进程，PCB包含了进程的状态、优先级、执行时间等信息。