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一、實驗內(nèi)容

利用高級語言模擬進(jìn)程的時間片輪轉(zhuǎn)調(diào)度算法，響應(yīng)比高者優(yōu)先調(diào)度算法。

二、實驗?zāi)康?/span>

在采用多道程序設(shè)計的系統(tǒng)中，往往有若干個進(jìn)程同時處于就緒狀態(tài)。當(dāng)就緒進(jìn)程個數(shù)大于處理器數(shù)時，就必須依照某種策略來決定哪些進(jìn)程優(yōu)先占用處理器。本實驗?zāi)M在單處理器情況下的處理器調(diào)度，幫助學(xué)生加深了解處理器調(diào)度的工作。

三、實驗環(huán)境

1．PC微機(jī)。

2．Windows 操作系統(tǒng)。

3．C/C++/VB開發(fā)集成環(huán)境。

四、實驗題目

本實驗有兩個小題。

第一題：設(shè)計一個按時間片輪轉(zhuǎn)法實現(xiàn)處理器調(diào)度的程序。

算法設(shè)計思想：

(1) 假定系統(tǒng)有五個進(jìn)程，每一個進(jìn)程用一個進(jìn)程控制塊PCB來代表。進(jìn)程控制塊的格式為：

其中，進(jìn)程名——作為進(jìn)程的標(biāo)識，假設(shè)五個進(jìn)程的進(jìn)程名分別為Q₁，Q₂，Q₃，Q₄，Q₅。

指針——進(jìn)程按順序排成循環(huán)隊列，用指針指出下一個進(jìn)程的進(jìn)程控制塊的首地址，最后一個進(jìn)程的指針指出第一個進(jìn)程的進(jìn)程控制塊首地址。

要求運行時間——假設(shè)進(jìn)程需要運行的單位時間數(shù)。

已運行時間——假設(shè)進(jìn)程已經(jīng)運行的單位時間數(shù)，初始值為“0”。

狀態(tài)——有兩種狀態(tài)，“就緒”和“結(jié)束”，初始狀態(tài)都為“就緒”，用“R”表示。當(dāng)一個進(jìn)程運行結(jié)束后，它的狀態(tài)為“結(jié)束”，用“E”表示。

(2) 每次運行所設(shè)計的進(jìn)程調(diào)度程序前，為每個進(jìn)程任意確定它的“要求運行時間”。

(3) 把五個進(jìn)程按順序排成循環(huán)隊列，用指針指出隊列連接情況。另用一標(biāo)志單元記錄輪到運行的進(jìn)程。例如，當(dāng)前輪到P₂執(zhí)行，則有：

標(biāo)志單元

         K₂   

(4) 處理器調(diào)度總是選擇標(biāo)志單元指示的進(jìn)程運行。由于本實驗是模擬處理器調(diào)度的功能，所以，對被選中的進(jìn)程并不實際的啟動運行，而是執(zhí)行：

已運行時間+1

來模擬進(jìn)程的一次運行，表示進(jìn)程已經(jīng)運行過一個單位的時間。

請注意：在實際的系統(tǒng)中，當(dāng)一個進(jìn)程被選中運行時，必須置上該進(jìn)程可以運行的時間片值，以及恢復(fù)進(jìn)程的現(xiàn)場，讓它占有處理器運行，直到出現(xiàn)等待事件或運行滿一個時間片。在這時省去了這些工作，僅用“已運行時間+1”來表示進(jìn)程已經(jīng)運行滿一個時間片。

(5) 進(jìn)程運行一次后，應(yīng)把該進(jìn)程的進(jìn)程控制塊中的指針值送到標(biāo)志單元，以指示下一個輪到運行的進(jìn)程。同時，應(yīng)判斷該進(jìn)程的要求運行時間與已運行時間，若該進(jìn)程的要求運行時間?已運行時間，則表示它尚未執(zhí)行結(jié)束，應(yīng)待到下一輪時再運行。若該進(jìn)程的要求運行時間=已運行時間，則表示它已經(jīng)執(zhí)行結(jié)束，應(yīng)指導(dǎo)它的狀態(tài)修改成“結(jié)束”（E）且退出隊列。此時，應(yīng)把該進(jìn)程的進(jìn)程控制塊中的指針值送到前面一個進(jìn)程的指針位置。

(6) 若“就緒”狀態(tài)的進(jìn)程隊列不為空，則重復(fù)上面的（4）和（5）的步驟，直到所有的進(jìn)程都成為“結(jié)束”狀態(tài)。

(7) 在所設(shè)計的程序中應(yīng)有顯示或打印語句，能顯示或打印每次選中進(jìn)程的進(jìn)程名以及運行一次后進(jìn)程隊列的變化。

(8) 為五個進(jìn)程任意確定一組“要求運行時間”，啟動所設(shè)計的處理器調(diào)度程序，顯示或打印逐次被選中的進(jìn)程名以及進(jìn)程控制塊的動態(tài)變化過程。

第二題：設(shè)計一個按響應(yīng)比高者優(yōu)先調(diào)度算法實現(xiàn)進(jìn)程調(diào)度的程序。

算法設(shè)計思想：

 (1) 假定系統(tǒng)有五個進(jìn)程，每一個進(jìn)程用一個進(jìn)程控制塊PCB來代表，進(jìn)程控制塊的格式為：

其中，進(jìn)程名——作為進(jìn)程的標(biāo)識，假設(shè)五個進(jìn)程的進(jìn)程名分別為P₁，P₂，P₃，P₄，P₅。

指針——按優(yōu)先數(shù)的大小把五個進(jìn)程連成隊列，用指針指出下一個進(jìn)程的進(jìn)程控制塊的首地址，最后一個進(jìn)程中的指針為“0”。

要求運行時間——假設(shè)進(jìn)程需要運行的單位時間數(shù)。

等待時間——自最近一次調(diào)度運行至今等待的時間數(shù)，當(dāng)進(jìn)程被調(diào)度時等待時間清零。

響應(yīng)比——進(jìn)程調(diào)度程序運行前計算每個進(jìn)程的響應(yīng)比，調(diào)度時總是選取響應(yīng)比大的進(jìn)程先執(zhí)行，每次執(zhí)行一個固定的時間片。

狀態(tài)——可假設(shè)有兩種狀態(tài)，“就緒”狀態(tài)和“結(jié)束”狀態(tài)。五個進(jìn)程的初始狀態(tài)都為“就緒”，用“R”表示，當(dāng)一個進(jìn)程運行結(jié)束后，它的狀態(tài)為“結(jié)束”，用“E”表示。

(2) 在每次運行你所設(shè)計的處理器調(diào)度程序之前，為每個進(jìn)程任意確定它的“等待時間”和“要求運行時間”。

(3) 為了調(diào)度方便，把五個進(jìn)程按給定的響應(yīng)比從大到小連成隊列。用一單元指出隊首進(jìn)程，用指針指出隊列的連接情況。例：

  隊首標(biāo)志

         K₂   

(4) 處理器調(diào)度總是選隊首進(jìn)程運行。采用動態(tài)改變響應(yīng)比的辦法，進(jìn)程每運行一次重新計算各進(jìn)程的響應(yīng)比。由于本實驗是模擬處理器調(diào)度，所以，對被選中的進(jìn)程并不實際的啟動運行，而是執(zhí)行：要求運行時間-1、等待時間為0。其它進(jìn)程等待時間+1，重新計算各進(jìn)程的響應(yīng)比，并從大到小排序。

提醒注意的是：在實際的系統(tǒng)中，當(dāng)一個進(jìn)程被選中運行時，必須恢復(fù)進(jìn)程的現(xiàn)場，讓它占有處理器運行，直到出現(xiàn)等待事件或運行結(jié)束。在這里省去了這些工作。

(5) 進(jìn)程運行一次后，若要求運行時間?0，則再將它加入隊尾（因其響應(yīng)比最小。）；若要求運行時間=0，則把它的狀態(tài)修改成“結(jié)束”（E），且退出隊列。

(6) 若“就緒”狀態(tài)的進(jìn)程隊列不為空，則重復(fù)上面（4）和（5）的步驟，直到所有進(jìn)程都成為“結(jié)束”狀態(tài)。

(7) 在所設(shè)計的程序中應(yīng)有顯示或打印語句，能顯示或打印每次被選中進(jìn)程的進(jìn)程名以及運行一次后進(jìn)程隊列的變化及各進(jìn)程的參數(shù)。