操作系統(tǒng)課程設(shè)計--時間片輪轉(zhuǎn)算法

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1、課程設(shè)計說明書NO.16時間片輪轉(zhuǎn)算法1.課程設(shè)計的目的通過操作系統(tǒng)課程設(shè)計，通過對作業(yè)調(diào)度算法的設(shè)計，深入理解作業(yè)調(diào)度的原理，從原理分析、物理設(shè)計，到功能分析和應(yīng)用程序的最終實現(xiàn)，讓學(xué)生親自動手參與一個操作系統(tǒng)的模擬設(shè)計，真正理解和掌握操作系統(tǒng)的有關(guān)內(nèi)容，加深對操作系統(tǒng)，軟件工程，程序設(shè)計語言的理論知識的理解和應(yīng)用水平；在理論和實驗教學(xué)基礎(chǔ)上進(jìn)一步鞏固已學(xué)基本理論及應(yīng)用知識并加以綜合提高；學(xué)會將知識應(yīng)用于實際的方法，提高分析和解決問題的能力，增強對手能力；并更好的理解和消化課本所學(xué)的知識，為畢業(yè)設(shè)計和以后工作打下必要基礎(chǔ)。2.課程設(shè)計的開發(fā)語言Windows操作系統(tǒng)MicrosoftVisu

2、al　C++6.03.功能描述時間片輪轉(zhuǎn)的主要思想就是按順序為每一個進(jìn)程一次只分配一個時間片的時間。算法要完成的功能就是將各個進(jìn)程按照時間片輪轉(zhuǎn)運行的動態(tài)過程顯示出來。時間片輪轉(zhuǎn)算法的主要實現(xiàn)過程是首先為每一個進(jìn)程創(chuàng)建一個進(jìn)程控制塊，定義數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，說明進(jìn)程控制塊所包含的內(nèi)容，有進(jìn)程名、進(jìn)程所需運行時間、已運行時間和進(jìn)程的狀態(tài)以及指針的信息。實現(xiàn)的過程即運用指針指向某一個進(jìn)程，判斷當(dāng)前的進(jìn)程是否是就緒狀態(tài)“r”，如果是，則為該進(jìn)程分配一個時間片，同時，已運行時間加一且要求運行的時間減一，如此循環(huán)執(zhí)行，當(dāng)某一個進(jìn)程的所需要運行的時間減少至0時，則將該進(jìn)程的狀態(tài)設(shè)置為“e”。然后，將指針指向下一個未

3、運行完成的進(jìn)程，重復(fù)判斷，直至所有的進(jìn)程都運行結(jié)束。4.方案論證4.1概要設(shè)計4.1.1所用數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)及符號說明typedefstructPCB{charname[10];//進(jìn)程名structPCB*next;//循環(huán)鏈指針沈陽大學(xué)課程設(shè)計說明書NO.16intneed_time;//要求運行時間intworked_time;//已運行時間，初始為0charcondition;//進(jìn)程狀態(tài)，只有“就緒”和“結(jié)束”兩種狀態(tài)intflag;//進(jìn)程結(jié)束標(biāo)志，用于輸出}PCB;PCB*front,*rear;//循環(huán)鏈隊列的頭指針和尾指針intN;//N為進(jìn)程數(shù)4.1.2主程序的流程圖圖1：主程序的

4、流程圖4.1.3程序說明：處理器調(diào)度總是選擇指針指示的進(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沈陽大學(xué)課程設(shè)計說明書NO.16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。4.2詳細(xì)設(shè)計首先每一個進(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：進(jìn)程名指針要求運行時間已運行時間狀態(tài)圖2：PCB控制塊其中，進(jìn)程名——作為進(jìn)程的標(biāo)識，如Q1、Q2等。指針——進(jìn)程按順序排成循環(huán)鏈隊列，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。已運行時間——假設(shè)進(jìn)程已經(jīng)運行的單位時間數(shù)

5、，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。每次運行所設(shè)計的處理器調(diào)度程序前，為每個進(jìn)程任意確定它的“要求運行時間”。把五個進(jìn)程按順序排成循環(huán)鏈隊列，用指針指出隊列連接情況。用指針表示輪到運行的進(jìn)程，如下圖描述所示：K1Q1K2Q2K3Q3K4Q4K5Q5?K2?K3?K4?K5?K1?2?4?3?1?2?0?0?0?0?0?R?R?R?R?R?PCB1?PCB2?PCB3?PCB4?PCB5圖3：進(jìn)程隊列4.3程序詳細(xì)設(shè)計步驟：沈陽大學(xué)課程設(shè)計說明書NO.16a.首先建立PCB的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

6、，為了便于正確輸出，加上了進(jìn)程結(jié)束標(biāo)志flag。輸入進(jìn)程信息（包括進(jìn)程名和要求運行的時間），并為每個進(jìn)程創(chuàng)建一個PCB并初始化形成一個循環(huán)鏈隊列，用函數(shù)creatPCB()來實現(xiàn)。b.建立函數(shù)judge()用來判斷進(jìn)程全部運行結(jié)束標(biāo)志，即當(dāng)所有進(jìn)程的狀態(tài)變?yōu)椤痚’（即完成狀態(tài)）后，循環(huán)結(jié)束，表示所有進(jìn)程都已運行成功。c.建立時間片輪轉(zhuǎn)算法creatProcess（）對進(jìn)程進(jìn)行輪轉(zhuǎn)運行，首先指針s指向第一個進(jìn)程PCB，即s=front，判斷該進(jìn)程的狀態(tài)是否為’r’（就緒狀態(tài)），即if(s->condition=='r')，若是則表示此進(jìn)程尚未執(zhí)行結(jié)束，則執(zhí)行s->worked_time++且s-

7、>need_time--，if(s->need_time==0)，則表示此進(jìn)程已運行結(jié)束，將其狀態(tài)置為結(jié)束，即s->condition='e'，并根據(jù)狀態(tài)位輸出完成信息，且以后不會再運行此進(jìn)程。將指針指向下個進(jìn)程，s=s->next，并判斷所有進(jìn)程是否已全部運行結(jié)束，沒有則重復(fù)上面算法。當(dāng)所有進(jìn)程的狀態(tài)位都變成’e’表示所有進(jìn)程運行完成，則循環(huán)結(jié)束。d.建立主函數(shù)main(),輸入進(jìn)程數(shù)N，調(diào)用初