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基于优先级的时间片轮转调度算法

基于优先级的时间片轮转调度算法

作者: 萌萌饭团君 | 来源:发表于2019-02-14 16:39 被阅读0次

    1、假定系统有5个进程,每个进程用一个进程控制块PCB来代表,进程控制块的结构如下图1.1所示:

    进程名 优先级 要求运行时间 已运行时间 进程状态 指针

    其中:
    进程名:作为进程的标识,假设五个进程的进程名分别为p1,p2,p3,p4,p5。
    指针:进程按顺序排成循环链表,用指针指出下一个进程的进程控制块首地址,最后一个进程中的指针指出第一个进程的进程控制块首地址。
    要求运行时间:假设进程需要运行的单位时间数。
    已运行时间:假设进程已经运行的单位时间数,初值为0。
    状态:可假设有两种状态,就绪状态和结束状态。进程的初始状态都为就绪状态。
    2、每次运行所设计的处理器调度程序调度进程之前,为每个进程随机确定它的要求运行时间和优先级(数值越大,优先级越高)。
    3、进程调度依据优先级进行,优先级随着时间动态增加,每经过一个时间片,优先级加1。
    4、此程序是模拟处理器调度,因此,被选中的进程并不实际启动运行,而是执行
    已运行时间+1
    来模拟进程的一次运行,表示进程已经运行过一个单位时间。
    5、在所设计的程序中应有显示语句,能显示每次被选中的进程名以及运行一次后进程队列的变化。

    实验代码:

    #include <iostream>
    #include <string>
    #include <cstdlib>
    #define maxNTime 10
    using namespace std;
    struct pcb {
        string name;
        int priority;
        int needTime;
        int runTime;
        int pstate;
        pcb * next;
    };
    pcb* input(int pNum) {
        pcb * head = NULL;
        pcb * p;
        for (int i = 0; i < pNum; i++) {
            p = head;
            cout << "请输入" << i + 1 << "第个进程名:";
            head = new pcb;
            cin >> head->name;
            head->priority = (rand() % pNum) + 1;
            head->needTime = (rand() % maxNTime) + 1;
            head->runTime = 0;
            head->pstate = 0;
            head->next = p;
        }
        for (p = head; p->next != NULL; p = p->next);
        p->next = head;
        return head;
    }
    void output(pcb* head, int pNum) {
        pcb* p = head;
        cout << "------------------------------------------------\n";
        string sta[3] = { "就绪","运行","完成" };
        for (int i = 0; i < pNum; i++) {
            cout << p->name << "\t" << p->runTime << "\t" << p->needTime << "\t\t" << p->priority << "\t" << sta[p->pstate] << "\n";
            p = p->next;
        }
    }
    pcb* findHP(pcb* p, int pNum) {
        pcb * high = p;
        for (int i = 0; i < pNum; i++) {
            if (p->pstate == 1);
            else if (p->priority >= high->priority) high = p;
            p = p->next;
        }
        return high;
    }
    void runP(pcb* head, pcb* p, int pNum, int timePs) {
        int datTime = 0;
        datTime = (p->needTime <= timePs) ? p->needTime : timePs;
        cout << "正在运行:" << p->name << endl;
        for (int i = 0; i < datTime; i++) {
            p->pstate = 1;
            p->runTime++;
            p->needTime--;
        }
        p->pstate = (p->needTime == 0) ? 2 : 0;
        output(head, pNum);
        p = p->next;
        for (int i = 0; i < pNum - 1; i++) {
            if (p->pstate != 1) p->priority += 1;
            p = p->next;
        }
    }
    bool allDone(pcb* head, int pNum) {
        pcb* p = head;
        for (int i = 0; i < pNum; i++) {
            if (p->pstate == 0) return 0;
            else p = p->next;
        }
        return 1;
    }
    int main() {
        int pNum, timePs;
        pcb * head, *p;
        cout << "请输入进程数:";
        cin >> pNum;
        head = input(pNum);
        cout << "请输入时间片:";
        cin >> timePs;
        p = head;
        cout << "进程名\t已运行\t还需时间\t优先级\t状态\n";
        while (!allDone(head, pNum)) {
            p = findHP(p, pNum);
            runP(head, p, pNum, timePs);
        }
        //  output(head,pNum);
        return 0;
    }
    

    运行:

    请输入进程数:5
    请输入1第个进程名:P1
    请输入2第个进程名:P2
    请输入3第个进程名:P3
    请输入4第个进程名:P4
    请输入5第个进程名:P5
    请输入时间片:4
    进程名  已运行  还需时间        优先级  状态
    正在运行:P2
    ------------------------------------------------
    P5      0       5               3       就绪
    P4      0       9               4       就绪
    P3      0       5               5       就绪
    P2      1       0               5       完成
    P1      0       8               2       就绪
    正在运行:P3
    ------------------------------------------------
    P5      0       5               4       就绪
    P4      0       9               5       就绪
    P3      4       1               6       就绪
    P2      1       0               5       完成
    P1      0       8               3       就绪
    正在运行:P4
    ------------------------------------------------
    P5      0       5               5       就绪
    P4      4       5               6       就绪
    P3      4       1               6       就绪
    P2      1       0               6       完成
    P1      0       8               4       就绪
    正在运行:P2
    ------------------------------------------------
    P5      0       5               6       就绪
    P4      4       5               6       就绪
    P3      4       1               7       就绪
    P2      1       0               7       完成
    P1      0       8               5       就绪
    正在运行:P3
    ------------------------------------------------
    P5      0       5               7       就绪
    P4      4       5               7       就绪
    P3      5       0               8       完成
    P2      1       0               7       完成
    P1      0       8               6       就绪
    正在运行:P4
    ------------------------------------------------
    P5      0       5               8       就绪
    P4      8       1               8       就绪
    P3      5       0               8       完成
    P2      1       0               8       完成
    P1      0       8               7       就绪
    正在运行:P5
    ------------------------------------------------
    P5      4       1               9       就绪
    P4      8       1               8       就绪
    P3      5       0               9       完成
    P2      1       0               9       完成
    P1      0       8               8       就绪
    正在运行:P2
    ------------------------------------------------
    P5      4       1               9       就绪
    P4      8       1               9       就绪
    P3      5       0               10      完成
    P2      1       0               10      完成
    P1      0       8               9       就绪
    正在运行:P3
    ------------------------------------------------
    P5      4       1               10      就绪
    P4      8       1               10      就绪
    P3      5       0               11      完成
    P2      1       0               10      完成
    P1      0       8               10      就绪
    正在运行:P4
    ------------------------------------------------
    P5      4       1               11      就绪
    P4      9       0               11      完成
    P3      5       0               11      完成
    P2      1       0               11      完成
    P1      0       8               11      就绪
    正在运行:P5
    ------------------------------------------------
    P5      5       0               12      完成
    P4      9       0               11      完成
    P3      5       0               12      完成
    P2      1       0               12      完成
    P1      0       8               12      就绪
    正在运行:P1
    ------------------------------------------------
    P5      5       0               12      完成
    P4      9       0               12      完成
    P3      5       0               13      完成
    P2      1       0               13      完成
    P1      4       4               13      就绪
    正在运行:P2
    ------------------------------------------------
    P5      5       0               13      完成
    P4      9       0               13      完成
    P3      5       0               14      完成
    P2      1       0               14      完成
    P1      4       4               13      就绪
    正在运行:P3
    ------------------------------------------------
    P5      5       0               14      完成
    P4      9       0               14      完成
    P3      5       0               15      完成
    P2      1       0               14      完成
    P1      4       4               14      就绪
    正在运行:P4
    ------------------------------------------------
    P5      5       0               15      完成
    P4      9       0               15      完成
    P3      5       0               15      完成
    P2      1       0               15      完成
    P1      4       4               15      就绪
    正在运行:P5
    ------------------------------------------------
    P5      5       0               16      完成
    P4      9       0               15      完成
    P3      5       0               16      完成
    P2      1       0               16      完成
    P1      4       4               16      就绪
    正在运行:P1
    ------------------------------------------------
    P5      5       0               16      完成
    P4      9       0               16      完成
    P3      5       0               17      完成
    P2      1       0               17      完成
    P1      8       0               17      完成
    

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