《操作系统》实验二 进程调度.doc
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实验二、多任务操作系统下的进程调度
(综合性实验)
一、实验目的
进程是操作系统中最重要的概念之一,进程调度又是操作系统核心的主要内容。通过编写和调试进程调度程序,加深对进程调度工作和各种调度算法的了解。
二、实验要求
用C语言实现进程调度控制过程中的有关工作:现场保护与恢复,处理运行指针和进程调度。
三、实验内容
1、实验准备
首先进行系统初始化 , 在创建了系统进程、各用户进程之后转进程调度控制程序 , 即进入多进程并发执行的状态。
进程调度控制程序负责将 CPU 控制以从一个进程转向另一个进程。当进行控制权转接
时必须做以下几件事 :
①保护当前运行进程的现场;
②处理当前运行进程 , 将该进程插入就绪队列或其它队列;
③选一优先级最高的进程作为运行进程;
④恢复被选中进程的现场。
现场的保护与恢复是经过两个步骤完成的。其中,在保护现场时,首先将CPU现场信息送内存r区,然后再将r区内容保存到该进程pcb的reg区;恢复现场则相反,首先从被选中进程的 pcb的reg区中恢复现场信息到内存r区,然后用r区内容设置CPU各寄存器。
2、数据结构
struct pcb
{
int id; /*进程标识*/
int priority; /*优先数或轮转时间片数*/
int cputime; /*已占用CPU的时间片数*/
int alltime; /*进程所需的时间片数*/
char status; /*进程状态指针*/
*next; /*进程当前队列链接字*/
*all_q_next; /*总链队列链接字*/ }pcba[num];
3、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,说明它运行了一个时间片;优先数减3,因为一个进程运行时如果在一个片中完成不了, 其优先级应降低一级。(注意,在本程序中通过对进程的PCB执行”优先数-3“和“进程所需时间片数-1”以及“进程已占用CPU的时间片数+1”来模拟进程的一次运行。而在实际的系统中,当一个进程被选中运行时, 必须恢复进程的现场,让它占有CPU运行,直到出现等待事件或运行结束)。然后比较现行程序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,就让现行进程继续运行,否则,将现行运行进程按其优先数大小插入就绪链,将其状态改为“就绪态”,并调度就绪链链首进程投入运行。直到所有的进程都运行完其各自的时间片数。
(2)简单轮转法
进程就绪链按进程进入的先后排列,进程每次占用CPU的轮转时间按其重要程度登入PCB中的“优先数/轮转时间片数”记录顶。每过一个时间片,运行进程占用CPU的时间片数加1,进程所需的时间片数减1(和优先数法类似,程序只是简单地通过PCB中的cputime+1,alltime-1来模拟进程的一次运行)。然后比较占用CPU的时间片数(即cputime)是否与该进程的轮转时间片数(即priority)相等,若相等则说明已到达轮转时间,应将现行运行进程排到就绪链链尾,调度链首进程占用CPU,并改变它们的进程状态,直到所有的进程完成各自的时间片(alltime=0)。
4.程序构成
由六个子程序构成,各子程序及其完成的工作为:
(1)init子程序
按照给定的进程调度算法(优先数法或简单轮转法)随机地产生5个进程控制块的内容,并形成进程控制块链。置链首进程为初始运行进程。
(2)print子程序
按格式打出调度信息及各进程控制块的内容,print子程序在每次进程调度的时候都要执行一次。
(3)prisch子程序
将优先数算法调度进程使之模拟运行。
(4)insert子程序
将落选的进程按优先数大小插入到就绪队到。
(5)timesch子程序
按简单轮转算法调度进程使之模拟运行。
(6)insert1子程序
将落选的进程链到就绪队队列末尾。
各子程序之间的调度关系如下图2.1:
main
main
timesch init prisch
timesch
init
prisch
Insert1printinsert
Insert1
print
insert
图2.1程序之间调度关系
5、程序框图
开始
开始
输入调度算法
输入调度算法
轮转优先数
轮转
优先数
优先数或轮转?
优先数或轮转?
生成按进入次序排列的PCB生成按优先数大小排列的PCB
生成按进入次序排列的PCB
生成按优先数大小排列的PCB
链首进程投入运行链首进程投入运行
链首进程投入运行
链首进程投入运行
时间片到,进程时间片数-1,占用CPU时间+1
时间片
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