操作系统：实验一：进程调度实验——最高优先数优先的调度算法以及先来先服务算法 源码

一、实验目的

（1）了解进程实体PCB结构；

（2）理解进程不同状态和状态之间的转换过程；

（3）掌握优先数的调度算法和先来先服务算法；

二、实验内容与要求

设计一个有 N个进程共行的进程调度程序

四、实验步骤

（1）实验设计

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。

#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;
#define getpch(type) (type *)malloc(sizeof(type))
int t = 0;
struct pcb {
    char name[10];  //进程名
    char state;     //W/R/F
    int super;      //优先数
    int ntime;      //总运行时间
    int rtime;      //已耗时
    int arrive_time;  //到达时间
    struct pcb* link;
} *ready = NULL, * p;
typedef struct pcb PCB;
int suanfa;
void sort() { //优先集排序
    p->link = NULL;
    if (ready == NULL)
        ready = p;
    else {//分saunfa =1和saunfa =2两种情况 既分算法为
        //采用最高优先数优先的调度算法和先来先服务算法。
        if (p->super > ready->super&&suanfa==1) {
            p->link = ready;
            ready = p;
        }
        else {
            PCB* f = ready;
            while (1) {
                if (f->link == NULL) {
                    f->link = p;
                    return;
                }
                else if (p->super > f->link->super && suanfa == 1) {
                    PCB* s = f->link;
                    f->link = p;
                    p->link = s;
                    return;
                }
                else if (p->arrive_time < f->link->arrive_time&&suanfa == 2) {
                    PCB* s = f->link;
                    f->link = p;
                    p->link = s;
                    return;
                }
                f = f->link;
            }
        }
    }
}
void input() { //输入
    srand((unsigned)time(NULL));
    int n;
    cout << "请输入进程数目：";
    cin >> n;
    int time = 1;
    for (int i = 0; i < n; i++) {
        p = getpch(PCB);
        cout << "请分别输入进程名、进程优先数、运行时间：";
        cin >> p->name >> p->super >> p->ntime;
        p->state = 'W';
        p->rtime = 0;
        p->arrive_time = time;
        time++;
        sort();
    }
}
void disp(PCB* pr) { //输出模板
    cout << "进程名：" << pr->name << "  ";
    cout << "进程状态：" << pr->state << "  ";
    cout << "进程优先数：" << pr->super << "  ";
    cout << "进程总运行时间：" << pr->ntime << "  ";
    cout << "进程到达时间：" << pr->arrive_time << "  ";
    cout << "进程已经耗时：" << pr->rtime << endl;
    
}
void check() { //输出
    cout << "-------------------" << " 正在运行中的进程 " << "------------------------------" << endl;
    disp(p);
    cout << "-------------------" << " 就绪队列中的进程 " << "------------------------------" << endl;
    PCB* pr = ready;
    while (pr != NULL) {
        disp(pr);
        pr = pr->link;
    }
}
void destroy() { /*建立进程撤消函数*/
    cout << "进程" << p->name << "运行完成，耗时" << p->ntime << "个CPU时间片" << endl;
    free(p);
    p = NULL;
}
void PSAandFCFS() { //主要运行函数
    p = ready;
    ready = ready->link;
    t++;
    cout << endl << "这是第" << t << "个CPU时间片" << endl;
    p->state = 'R';
    check();
    p->rtime++;
    if (p->ntime == p->rtime)
        destroy();
    else {
        p->super -= 1;
        p->state = 'W';
        sort();
    }
    if (p == NULL && ready == NULL)
        cout << "全部完成，共耗时" << t << "个CPU时间片" << endl;
}
int main() { /*主函数*/
    cout << "请输入你想使用的算法  输入 1 表示最高优先级优先算法  输入 2 表示先来先服务算法"<<endl;
    cin >> suanfa;
    input();
    while (p != NULL || ready != NULL)
        PSAandFCFS();
    return 0;
}

五、实验结果与分析

1．测试数据及结果

第一组数据 选择算法2 既先来先运行算法 4组数据

第二组数据 采用算法1 既优先级优先算法 4组数据

1 4

a 1 1

b 3 2

c 2 3

d 10 1

第三组数据 采用算法1 既优先级优先算法 3组数据

1 3

a 3 2

b 8 1

c 1 3