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实验一进程调度实验报告

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广东技术师范学院实验报告学院: 计算机科学学院专业:计算机科学与技术(师范)班级: 成绩:姓名: 学号: 组别: 组员:实验地点: 实验日期: 指导教师签名:实验名称: 实验一、进程调度实验一、实验目的用高级语言编写与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、实验类别综合性实验。

综合高级语言编程、进程调度模型、进程调度算法及数据结构等多方面的知识三、实验内容与步骤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就是把CPU分配给就绪队列中优先数最高的进程。

静态优先数就是在创建进程时确定的,并在整个进程运行期间不再改变。

动态优先数就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,等等该题根据老师给的代码用Visual C++运行,结果以及分析如下:结果分析:根据上述输入的三个进程的信息可以得到:优先级最高的就是进程cc最先调度进程cc的状态为运行态,需要执行的时间为10当前就绪队列状态为:进程aa先级比较高,处于就绪队列前面,而进程bb先级就是三者中最低的,所以处于就绪队列的最后。

而此时这两个进程的状态都为就绪态。

结果分析:当进程cc了一个时间片之后而它已占用CPU时间已达到所需要的运行时间,则将它的优先级减1之后,再将三个进程按优先级的大小排列,从中选择优先级大的进程进入运行状态,则该次进入运行态的就是进程aa按照这种方式一直运行下去:直到:结果分析:当进程bb的CPU占用时间等于它需要的执行时间时,进程bb度完成。

则这时进程调度中还有两个进程:进程aa进程cc结果分析:当调度进程中只剩下进程aa程cc这时根据进程优先级的大小,进程aa入运行态。

当进程aa调度时,进程调度程序中直剩下进程cc这时进程cc进入运行态,而当前就绪队列将为空。

直到:结果分析:当进程i的CPU占用时间等于所需要的执行时间时,进程cc调度完成,则这时进程调度中已经没有需要调度的进程了,则整个进程调度完成。

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。

轮转法可以就是简单轮转法、可变时间片轮转法,或多队列轮转法。

简单轮转法的基本思想就是:所有就绪进程按 FCFS排成一个队列,总就是把处理机分配给队首的进程,各进程占用CPU的时间片相同。

如果运行进程用完它的时间片后还为完成,就把它送回到就绪队列的末尾,把处理机重新分配给队首的进程。

直至所有的进程运行完毕。

将老师给的源程序修改成简单的时间片轮转法流程图如下:struct进程管理块char进程名字char state; ///////进程状态int queue; //////进程所在的队列int ntime; /////进程需要运行的时间int rtime; //////进程已经运行的时间int etime; ////进程在本队列可运行的时间片struct pcb *link;}PCB;PCB *ready = NULL, *pinsert = NULL, *pfend = NULL,*p =NULL; /*就绪队列,进程插入位置的变量*/int geti() //使用户仅能输入整数{char ch;int i = 0;fflush(stdin);ch = getchar();while(ch == '\n'){printf("\tf输入不能为空、、请重新输入\n");fflush(stdin);ch = getchar();}while(ch != '\n'){if(ch > '9' || ch < '0'){printf("\t输入有误!!输入只能为正整数,请重新输入、、、\n");fflush(stdin);i = 0;ch = getchar();}else{i = i*10 + (ch - '0');ch = getchar();}}return i;}void findpos()///////更新状态量{PCB *ps = pfend;if(!ps || !ps -> link || (ps-> link->queue - ps->queue) > 1) pinsert = ps;else{while (ps->link && ps ->link->queue != (pfend ->queue +2)) ps = ps->link;pinsert = ps;}}void insert()//////插入进程{if(!ready ){ready = p;pfend = p;pinsert = p;}else if(ready ->queue == 1) //////第一队列存在{ p->link = pfend->link;pfend->link = p;pfend = p;findpos();}Else{p->link = ready;ready = p;findpos();}}void input()/*建立进程控制块函数*/{int i,num;printf("\n请输入进程的个数:");num = geti();for(i=0; i < num; i++){printf("\n进程号No、%d:\n",i+1);p=getpch(PCB);printf("\n输入进程名:");scanf("%s",p->name);printf("\n输入进程运行时间:");p ->ntime = geti();printf("\n");p->rtime=0;p->state='w';p->queue =1;p->etime = TIME;p->link=NULL;insert();/*调用insert函数*/}}void disp(PCB *pr)/*建立进程现实函数,用于显示当前进程*/{printf("\nname\t state\t queue\t ntime\t rtime\t在队列可停留时间\t \n");printf("|%s\t",pr->name);printf(" |%c\t",pr->state);printf(" |%d\t",pr->queue);printf(" |%d\t",pr->ntime);printf(" |%d\t",pr->rtime);printf(" |%d\t",pr->etime);printf("\n");}void check()/*建立进程查瞧函数*/{PCB *pr;printf("\n ****当前正在运行的进程就是:%s",ready->name);/*显示当前运行的进程*/disp(ready);pr= ready ->link;printf("\n****当前就绪队列状态为:\n");/*显示就绪队列状态*/ while(pr!=NULL){disp(pr);pr=pr->link;}}void sort()//调整进程队列{if(!ready->link ||ready->queue < ready->link->queue) return; p = ready ->link;ready ->link = pinsert ->link;pinsert ->link = ready;pinsert = ready;ready = p;if (ready && ready -> queue == pinsert ->queue){findpos();}}void addnew()//添加新的进程{if(ready ->queue != 1){(ready -> queue)++;ready->etime *= 2;ready -> state='w';sort();/*调用sort函数*/input();}else{input();}}void destroy()/*建立进程撤销函数(进程运行结束,撤销进程)*/ {printf("\n进程[%s]已完成、\n",ready->name);p = ready;ready = ready->link;free(p);if (ready && ready -> queue == pinsert ->queue) findpos();}void running()/*建立进程就绪函数(进程运行时间到,置就绪状态)*/ {(ready -> rtime)++;ready ->etime --;if(ready->rtime == ready->ntime){destroy();return;}else if(ready ->etime == 0){int time = 2;(ready -> queue)++;for(int i = 2; i != ready->queue; ++i)time *= 2;ready->etime = time;ready -> state='w';sort();/*调用sort函数*/}}void main(){char ch;input();while(ready != NULL){printf("\nThe execute name:%s\n",ready ->name);ready ->state = 'R';check();running();printf("\n按i键添加新进程、、、、按其她任意键继续运行、、、");fflush(stdin);ch = getchar();if (ch == 'i'|| ch=='I')addnew();}printf("\n\n 进程已经完成\n");getchar();}运行结果如下:根据题意输入五个进程按任意键继续四、实验问题及原因(1)本次试验,思路设计不难在这个多级反馈的实验中,我采取了用一条实际上的链表队列来模拟多个逻辑上的队列,通过维护几个链表的状态信息来找到每个进程运行完后应该插入的地方,还有一个标志位Fend用来表明新插入的队列的位置。

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操作系统实验报告进程调度

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。

进程调度程序实验报告

进程调度程序实验报告

一、实验目的通过本次实验，加深对进程调度原理和算法的理解，掌握进程调度程序的设计与实现方法。

实验要求我们使用高级编程语言编写一个简单的进程调度程序，实现不同调度算法的模拟，并通过实验验证算法的性能。

二、实验环境1. 操作系统：Windows 102. 编程语言：Java3. 开发工具：IntelliJ IDEA三、实验内容本次实验主要实现以下调度算法：1. 先来先服务（FCFS）2. 最短作业优先（SJF）3. 时间片轮转（RR）四、实验步骤1. 定义进程类（Process）：```javapublic class Process {private String processName; // 进程名称private int arrivalTime; // 到达时间private int burstTime; // 运行时间private int waitingTime; // 等待时间private int turnaroundTime; // 周转时间// 构造函数public Process(String processName, int arrivalTime, int burstTime) {this.processName = processName;this.arrivalTime = arrivalTime;this.burstTime = burstTime;}// 省略getter和setter方法}```2. 定义调度器类（Scheduler）：```javapublic class Scheduler {private List<Process> processes; // 进程列表private int currentTime; // 当前时间// 构造函数public Scheduler(List<Process> processes) {this.processes = processes;this.currentTime = 0;}// FCFS调度算法public void fcfs() {for (Process process : processes) {process.setWaitingTime(currentTime -process.getArrivalTime());currentTime += process.getBurstTime();process.setTurnaroundTime(currentTime -process.getArrivalTime());}}// SJF调度算法public void sjf() {processes.sort((p1, p2) -> p1.getBurstTime() -p2.getBurstTime());for (Process process : processes) {process.setWaitingTime(currentTime -process.getArrivalTime());currentTime += process.getBurstTime();process.setTurnaroundTime(currentTime -process.getArrivalTime());}}// RR调度算法public void rr(int quantum) {List<Process> sortedProcesses = new ArrayList<>(processes);sortedProcesses.sort((p1, p2) -> p1.getArrivalTime() -p2.getArrivalTime());int timeSlice = quantum;for (Process process : sortedProcesses) {if (process.getBurstTime() > timeSlice) {process.setWaitingTime(currentTime - process.getArrivalTime());currentTime += timeSlice;process.setTurnaroundTime(currentTime - process.getArrivalTime());process.setBurstTime(process.getBurstTime() - timeSlice);} else {process.setWaitingTime(currentTime - process.getArrivalTime());currentTime += process.getBurstTime();process.setTurnaroundTime(currentTime - process.getArrivalTime());process.setBurstTime(0);}}}}```3. 测试调度程序：```javapublic class Main {public static void main(String[] args) {List<Process> processes = new ArrayList<>();processes.add(new Process("P1", 0, 5));processes.add(new Process("P3", 4, 2));processes.add(new Process("P4", 6, 4));Scheduler scheduler = new Scheduler(processes); System.out.println("FCFS调度结果：");scheduler.fcfs();for (Process process : processes) {System.out.println(process);}processes = new ArrayList<>();processes.add(new Process("P1", 0, 5));processes.add(new Process("P2", 1, 3));processes.add(new Process("P3", 4, 2));processes.add(new Process("P4", 6, 4));System.out.println("SJF调度结果：");scheduler.sjf();for (Process process : processes) {System.out.println(process);}processes = new ArrayList<>();processes.add(new Process("P1", 0, 5));processes.add(new Process("P2", 1, 3));processes.add(new Process("P3", 4, 2));System.out.println("RR调度结果（时间片为2）：");scheduler.rr(2);for (Process process : processes) {System.out.println(process);}}}```五、实验结果与分析通过实验，我们可以观察到以下结果：1. FCFS调度算法简单，但可能导致长作业等待时间过长。

实验一、进程调度实验报告

实验一、进程调度实验报告

实验一、进程调度实验报告一、实验目的进程调度是操作系统中的核心功能之一，其目的是合理地分配 CPU 资源给各个进程，以提高系统的整体性能和资源利用率。

通过本次实验，我们旨在深入理解进程调度的原理和算法，掌握进程状态的转换，观察不同调度策略对系统性能的影响，并通过实际编程实现来提高我们的编程能力和对操作系统概念的理解。

二、实验环境本次实验使用的操作系统为 Windows 10，编程语言为 C+＋，开发工具为 Visual Studio 2019。

三、实验原理1、进程状态进程在其生命周期中会经历不同的状态，包括就绪态、运行态和阻塞态。

就绪态表示进程已经准备好执行，只等待 CPU 分配；运行态表示进程正在 CPU 上执行；阻塞态表示进程由于等待某个事件（如 I/O操作完成）而暂时无法执行。

2、调度算法常见的进程调度算法有先来先服务（FCFS）、短作业优先（SJF）、时间片轮转（RR）等。

先来先服务算法按照进程到达的先后顺序进行调度。

短作业优先算法优先调度执行时间短的进程。

时间片轮转算法将 CPU 时间划分成固定大小的时间片，每个进程轮流获得一个时间片执行。

四、实验内容1、设计并实现一个简单的进程调度模拟器定义进程结构体，包含进程 ID、到达时间、执行时间、剩余时间等信息。

实现进程的创建、插入、删除等操作。

实现不同的调度算法。

2、对不同调度算法进行性能测试生成一组具有不同到达时间和执行时间的进程。

分别采用先来先服务、短作业优先和时间片轮转算法进行调度。

记录每个算法下的平均周转时间、平均等待时间等性能指标。

五、实验步骤1、进程结构体的定义｀｀｀c+＋struct Process ｛int pid;int arrivalTime;int executionTime;int remainingTime;int finishTime;int waitingTime;int turnaroundTime;｝；｀｀｀2、进程创建函数｀｀｀c+＋void createProcess(Process processes, int& numProcesses, int pid, int arrivalTime, int executionTime) ｛processesnumProcessespid ＝ pid;processesnumProcessesarrivalTime ＝ arrivalTime;processesnumProcessesexecutionTime ＝ executionTime;processesnumProcessesremainingTime ＝ executionTime;numProcesses+＋；｝｀｀｀3、先来先服务调度算法实现｀｀｀c+＋void fcfsScheduling(Process processes, int numProcesses) ｛int currentTime ＝ 0;for （int i ＝ 0; i ＜ numProcesses; i+＋）｛if （currentTime ＜ processesiarrivalTime) ｛currentTime ＝ processesiarrivalTime;｝processesistartTime ＝ currentTime;currentTime ＋＝ processesiexecutionTime;processesifinishTime ＝ currentTime;processesiwaitingTime ＝ processesistartTime processesiarrivalTime;processesiturnaroundTime ＝ processesifinishTime processesiarrivalTime;｝｝｀｀｀4、短作业优先调度算法实现｀｀｀c+＋void sjfScheduling(Process processes, int numProcesses) ｛int currentTime ＝ 0;int minExecutionTime, selectedProcess;bool found;while （true) ｛found ＝ false;minExecutionTime ＝ INT_MAX;selectedProcess ＝－1;for （int i ＝ 0; i ＜ numProcesses; i+＋）｛if （processesiarrivalTime ＜＝ currentTime ＆＆processesiremainingTime ＜ minExecutionTime ＆＆processesiremainingTime ＞ 0) ｛found ＝ true;minExecutionTime ＝ processesiremainingTime;selectedProcess ＝ i;｝｝if （！found) ｛break;｝processesselectedProcessstartTime ＝ currentTime;currentTime ＋＝ processesselectedProcessremainingTime;processesselectedProcessfinishTime ＝ currentTime;processesselectedProcesswaitingTime ＝processesselectedProcessstartTime processesselectedProcessarrivalTime;processesselectedProcessturnaroundTime ＝processesselectedProcessfinishTime processesselectedProcessarrivalTime;processesselectedProcessremainingTime ＝ 0;｝｝｀｀｀5、时间片轮转调度算法实现｀｀｀c+＋void rrScheduling(Process processes, int numProcesses, int timeSlice) ｛int currentTime ＝ 0;Queue<int> readyQueue;for （int i ＝ 0; i ＜ numProcesses; i+＋）｛readyQueueenqueue(i)；｝while （！readyQueueisEmpty(））｛int currentProcess ＝ readyQueuedequeue(）；if （processescurrentProcessarrivalTime ＞ currentTime) ｛currentTime ＝ processescurrentProcessarrivalTime;｝if （processescurrentProcessremainingTime ＜＝ timeSlice) ｛currentTime ＋＝ processescurrentProcessremainingTime;processescurrentProcessfinishTime ＝ currentTime;processescurrentProcesswaitingTime ＝processescurrentProcessstartTime processescurrentProcessarrivalTime;processescurrentProcessturnaroundTime ＝processescurrentProcessfinishTime processescurrentProcessarrivalTime;processescurrentProcessremainingTime ＝ 0;｝ else ｛currentTime ＋＝ timeSlice;processescurrentProcessremainingTime ＝ timeSlice;readyQueueenqueue(currentProcess)；｝｝｝｀｀｀6、性能指标计算函数｀｀｀c+＋void calculatePerformanceMetrics(Process processes, int numProcesses, double& averageWaitingTime, double& averageTurnaroundTime) ｛double totalWaitingTime ＝ 0, totalTurnaroundTime ＝ 0;for （int i ＝ 0; i ＜ numProcesses; i+＋）｛totalWaitingTime ＋＝ processesiwaitingTime;totalTurnaroundTime ＋＝ processesiturnaroundTime;｝averageWaitingTime ＝ totalWaitingTime ／ numProcesses; averageTurnaroundTime ＝ totalTurnaroundTime ／ numProcesses;｝｀｀｀7、主函数｀｀｀c+＋int main(）｛Process processes100;int numProcesses ＝ 0;／／创建进程createProcess(processes, numProcesses, 1, 0, 5)；createProcess(processes, numProcesses, 2, 1, 3)；createProcess(processes, numProcesses, 3, 2, 4)；createProcess(processes, numProcesses, 4, 3, 2)；／／先来先服务调度fcfsScheduling(processes, numProcesses)；double fcfsAverageWaitingTime, fcfsAverageTurnaroundTime;calculatePerformanceMetrics(processes, numProcesses, fcfsAverageWaitingTime, fcfsAverageTurnaroundTime)；cout ＜＜＂先来先服务调度的平均等待时间：＂＜＜fcfsAverageWaitingTime ＜＜ endl;cout ＜＜＂先来先服务调度的平均周转时间：＂＜＜fcfsAverageTurnaroundTime ＜＜ endl;／／短作业优先调度sjfScheduling(processes, numProcesses)；double sjfAverageWaitingTime, sjfAverageTurnaroundTime;calculatePerformanceMetrics(processes, numProcesses, sjfAverageWaitingTime, sjfAverageTurnaroundTime)；cout ＜＜＂短作业优先调度的平均等待时间：＂＜＜sjfAverageWaitingTime ＜＜ endl;cout ＜＜＂短作业优先调度的平均周转时间：＂＜＜sjfAverageTurnaroundTime ＜＜ endl;／／时间片轮转调度（时间片为 2）rrScheduling(processes, numProcesses, 2)；double rrAverageWaitingTime, rrAverageTurnaroundTime;calculatePerformanceMetrics(processes, numProcesses, rrAverageWaitingTime, rrAverageTurnaroundTime)；cout ＜＜＂时间片轮转调度（时间片为 2）的平均等待时间：＂＜＜ rrAverageWaitingTime ＜＜ endl;cout ＜＜＂时间片轮转调度（时间片为 2）的平均周转时间：＂＜＜ rrAverageTurnaroundTime ＜＜ endl;return 0;｝｀｀｀六、实验结果与分析1、先来先服务调度平均等待时间：40平均周转时间：85分析：先来先服务调度算法简单直观，但对于短作业可能会造成较长的等待时间，导致平均等待时间和平均周转时间较长。

进程调度实验报告

进程调度实验报告

进程调度实验报告一、实验目的。

本实验旨在通过对进程调度算法的模拟和实验，加深学生对进程调度原理的理解，掌握各种进程调度算法的特点和应用场景，提高学生的实际操作能力和分析问题的能力。

二、实验环境。

本次实验使用了C语言编程语言，通过模拟实现了先来先服务（FCFS）、最短作业优先（SJF）、时间片轮转（RR）和多级反馈队列（MFQ）四种进程调度算法。

三、实验过程。

1. 先来先服务（FCFS）调度算法。

先来先服务调度算法是一种非抢占式的调度算法，按照进程到达的先后顺序进行调度。

在本次实验中，我们通过模拟多个进程到达并排队等待CPU执行，观察其平均等待时间和平均周转时间。

实验结果表明，先来先服务调度算法适用于作业长度差异较大的情况，但容易产生“饥饿”现象。

2. 最短作业优先（SJF）调度算法。

最短作业优先调度算法是一种非抢占式的调度算法，按照作业执行时间的长短进行调度。

在本次实验中，我们通过模拟多个作业的执行时间，观察其平均等待时间和平均周转时间。

实验结果表明，最短作业优先调度算法能够最大程度地减少平均等待时间，但可能会导致长作业被“饿死”。

3. 时间片轮转（RR）调度算法。

时间片轮转调度算法是一种抢占式的调度算法，每个进程被分配一个时间片，当时间片用完后，该进程被放到队尾等待。

在本次实验中，我们通过模拟多个进程的执行和时间片的调度，观察其平均等待时间和平均周转时间。

实验结果表明，时间片轮转调度算法能够保证每个进程都能得到一定的执行时间，但可能会导致上下文切换频繁。

4. 多级反馈队列（MFQ）调度算法。

多级反馈队列调度算法是一种综合性的调度算法，根据进程的优先级和执行时间进行动态调整。

在本次实验中，我们通过模拟多个进程的执行和不同优先级队列的调度，观察其平均等待时间和平均周转时间。

实验结果表明，多级反馈队列调度算法能够兼顾短作业和长作业，提高了系统的整体性能。

四、实验总结。

通过本次实验，我们深入理解了不同进程调度算法的特点和适用场景。