进程调度模拟设计——先来先服务、优先级法.docx

学 号：课 程 设 计题 目进程调度模拟设计——先来先服务、优先级法学 院计算机科学与技术专 业班 级姓 名指导教师吴利军2013年1月16日课程设计任务书学生姓名： 专业班级：指导教师： 吴利军 工作单位： 计算机科学与技术学院 题 目: 进程调度模拟设计——先来先服务、优先级法 初始条件：1．预备内容：阅读操作系统的处理机管理章节内容，对进程调度的功能以及进程调度算法有深入的理解。2．实践准备：掌握一种计算机高级语言的使用。要求完成的主要任务: （包括课程设计工作量及其技术要求，以及说明书撰写等具体要求）1．模拟进程调度，能够处理以下的情形：⑴ 能够选择不同的调度算法（要求中给出的调度算法）；⑵ 能够输入进程的基本信息，如进程名、优先级、到达时间和运行时间等；⑶ 根据选择的调度算法显示进程调度队列；⑷ 根据选择的调度算法计算平均周转时间和平均带权周转时间。2．设计报告内容应说明：⑴ 需求分析；⑵ 功能设计（数据结构及模块说明）；⑶ 开发平台及源程序的主要部分；⑷ 测试用例，运行结果与运行情况分析；⑸ 自我评价与总结：i）你认为你完成的设计哪些地方做得比较好或比较出色；ii）什么地方做得不太好，以后如何改正；iii）从本设计得到的收获（在编写，调试，执行过程中的经验和教训）；iv）完成本题是否有其他方法（如果有，简要说明该方法）；时间安排：设计安排一周：周1、周2：完成程序分析及设计。周2、周3：完成程序调试及测试。周4、周5：验收、撰写课程设计报告。（注意事项：严禁抄袭，一旦发现，一律按0分记）指导教师签名： 年 月 日系主任（或责任教师）签名： 年 月 日进程调度模拟设计——先来先服务、优先级法背景：当计算机系统是多道程序设计系统时，通常会有多个进程或线程同时竞争CPU。只要有两个或更多的进程处于就绪状态，这种情形就会发生。如果只有一个CPU可用，那么就必须选择下一个要运行的进程。在操作系统中，完成选择工作的这一部分称为调度程序，该程序使用的算法成为调度算法。进程调度的核心问题是采用什么样的算法把处理机分配给进程，好的算法将提高资源利用率，减少处理机的空闲时间，避免有些作业长期得不到相应的情况发生等，从而设计出受欢迎的操作系统。较常见的几种进程调度算法有：先来先服务调度算法；短作业优先调度算法；时间片轮转调度算法；优先级调度算法；高响应比优先算法和多级反馈队列调度算法等。需求分析：2.1设计目的无论是在批处理系统还是分时系统中，用户进程数一般都多于处理机数、这将导致它们互相争夺处理机。另外，系统进程也同样需要使用处理机。这就要求进程调度程序按一定的策略，动态地把处理机分配给处于就绪队列中的某一个进程，以使之执行。本次课程设计的主要任务是用高级语言模拟进程调度的算法，包括先来先服务和优先级法。通过输入进程的信息，模拟某种调度算法，得到进程调度的顺序，从而进一步分析进程的调度过程，并通过分析程序的运行，探讨各种调度算法的优劣。2.2 设计内容及要求本系统运用高级语言来实现对进程调度的模拟。系统需要完成的功能有：进程信息的输入，包括进程的个数、进程名、进程优先级、进程开始时间、进程执行时间等。进程调度算法的选择，即为用户提供可选的进程调度算法，用户可以根据需要选择调度算法。根据进程调度的算法和输入的进程信息得到进程的调度顺序，并输出。计算并输出各个进程的平均周转时间和平均带权周转时间。算法与设计的思想算法思想：· 一个进程的生命期可以划分为一组状态，这些状态刻画了整个进程。系统根据PCB结构中的状态值控制过程。在进程的生命期内，一个进程至少具有5种基本状态，它们是：初始态、执行状态、等待状态、就绪状态和终止状态。通过系统设计，实现进程相关数据结构的创建和查看功能；实现多种进程调度算法：先来先服务算法、优先级调度算法、时间片轮转法等；实现对执行进程的阻塞，对等待进程的唤醒等功能。进程的转换过程如下：·进程的先来先服务调度算法：首先定义进程结构体，用于记录进程的基本信息，包括进程名，优先级，进程到达时间，进程运行时间，然后将用户输入的进程信息保存到定义的结构数组中，并按进程到达的先后时间对数组进行排序，并记录它们的周转时间、带权周转时间、平均周转时间及平均带权周转时间。·进程的优先级调度算法： 同样先定义进程结构替，记录进程信息，将用户输入的进程信息保存在结构体数组中。遍历数组，找出最先到达的进程，若有多个，则取优先级最高的一个，与数组中的第一个位置的进程互换位置，记录此进程执行完的时间，然后从第二个位置开始遍历数组，找到在第一个进程执行结束前到达的进程，若没有，则找到