时间片轮转调度算法实验报告.pdf

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xx大学操作系统实验报告
姓名:学号:班级:
实验日期:
实验名称:时间片轮转RR进程调度算法
实验二时间片轮转RR进程调度算法
:通过这次实验,理解时间片轮转RR进程调度算法的运行原理,进一步
掌握进程状态的转变、进程调度的策略及对系统性能的评价方法。

(1)输入的形式和输入值的范围;
输入:进程个数n范围:0<n<=100
时间片q
依次输入(进程名
进程到达时间
进程服务时间)
(2)输出的形式
进程名到达时间服务时间完成时间周转时间带权周转时间
所有进程平均周转时间:
所有进程平均带权周转时间:
(3)程序所能达到的功能
1)进程个数n,输入时间片大小q,每个进程的到达时间T,…,T和服务时间S,…,S。
1n1n
2)要求时间片轮转法RR调度进程运行,计算每个进程的周转时间和带权周转时间,并且
计算所有进程的平均周转时间和带权平均周转时间;
3)输出:模拟整个调度过程,输出每个时刻的进程运行状态;
4)输出:输出计算出来的每个进程的周转时间、带权周转时间、所有进程的平均周转时间
以及带权平均周转时间。:.
(4)测试数据,包括正确的输入及其输出结果和含有错误的输入及其输出结果。
正确输入:
错误输入::.
2、概要设计
所有抽象数据类型的定义:
staticintMaxNum=100
intArrivalTime//到达时间
intServiceTime//服务时间
intFinishedTime//结束时间
intWholeTime//周转时间
doubleWeightWholeTime//带权周转时间
doubleAverageWT//平均周转时间
doubleAverageWWT//平均带权周转时间
主程序的流程:
变量初始化:.
接受用户输入的n,q,T1…..Tn,S1….Sn;
进行进程调度,计算进程的开始运行时间、结束时间、执行
顺序、周转时间、带权周转时间;
计算所有进程的平均周转时间、平均带权周转时间;
按照格式输出调度结果。
各程序模块之间的层次(调用)关系
Main函数通过对Input函数进行调用,对函数的成员变量进行赋
值,再通过RRAlgorithm函数求出题目要求的各个数据结果,最后通
过display函数对结果进行格式输出。
3、详细设计
实现程序模块的具体算法。
voidRRAlgorithm()
{
charprocessMoment[100];//存储每个时间片p对应的进程名称
(RRarray[0]);
intprocessMomentPoint=0;
intCurrentTime=0;
inttempTime;//声明此变量控制CurrentTime的累加时间,当前进程的
服务时间小于时间片q的时候,起到重要作用
inti=1;//指向还未处理的进程的下标
intfinalProcessNumber=0;//执行RR算法后,进程的个数
intprocessTime[50];
//CurrentTime的初始化
if(RRarray[0].ServiceTime>=q)
{
CurrentTime=q;
}
else
{:.
CurrentTime=RRarray[0].ServiceTime;
}
while(!())
{
for(intj=i;j<n;j++)//使得满足进程的到达时间小于当前时间的进
程都进入队列
{
if(RRarray[j].name!=NULL&&CurrentTime>=
RRarray[j].ArrivalTime)
{
(RRarray[j]);
i++;
}
}
if(().ServiceTime<q)
{
tempTime=().ServiceTime;
}
else
{
tempTime=q;
}
().ServiceTime-=q;//进程每执行一次,就将其服务时
间-q
//将队首进程的名称放入数组中
processMoment[processMomentPoint]=().name;
processMomentPoint++;
processTime[finalProcessNumber]=tempTime;
finalProcessNumber++;
if(().ServiceTime<=0)//把执行完的进程退出队列
{
//().FinishedTime=CurrentTime;
();//如果进程的服务时间小于等于,即该进程已
经服务完了,将其退栈
}
else
{
//将队首移到队尾:.
(());
();
}
CurrentTime+=tempTime;
}
//进程输出处理每个时间段对应的执行的进程
cout<<"各进程的执行时刻信息:"<<endl;
cout<<""<<"0时刻-->"<<setw(2)<<processTime[0]<<"时刻";
processTime[finalProcessNumber]=0;
inttime=processTime[0];
intcount=0;
for(i=0;i<finalProcessNumber;i++)
{
count=0;
cout<<setw(3)<<processMoment[i]<<setw(3)<<endl;
while(RRarray[count].name!=processMoment[i]&&count<n)
{
count++;
}
RRarray[count].FinishedTime=time;
if(i<finalProcessNumber-1)
{
cout<<setw(3)<<time<<"时刻"<<"-->"<<setw(2)<<time+
processTime[i+1]<<"时刻"<<setw(3);
time+=processTime[i+1];
}
}
cout<<endl;
//周转时间、带权周转时间、平均周转时间、带权平均周转时间的计算
//=完成时间-到达时间
//=周转时间/服务时间
for(i=0;i<n;i++)
{
RRarray[i].WholeTime=RRarray[i].FinishedTime-
RRarray[i].ArrivalTime;:.
RRarray[i].WeightWholeTime=
(double)RRarray[i].WholeTime/RRarray[i].ServiceTime;
}
doublex=0,y=0;
for(i=0;i<n;i++)
{
x+=RRarray[i].WholeTime;
y+=RRarray[i].WeightWholeTime;
}
AverageWT=x/n;
AverageWWT=y/n;
}
4、调试分析
(1)调试过程中遇到的问题以及解决方法,设计与实现的回顾讨论和分析
在算法设计时,由于一开始不知道如何将位于队首的进程,在执行完后如
何移至队尾进行循环,所以思考了很久,后来想到将队首进程进行重新压入队列
从而解决了此问题。
(2)算法的性能分析
每个进程被分配一个时间段,即该进程允许运行的时间。如果在时间片结束
时进程还在运行,则CPU将被剥夺并分配给另一个进程。如果进程在时间片结
束前阻塞或结束,则CPU当即进行切换。调度程序所要做的就是维护一张就绪
进程列表,当进程用完它的时间片后,它被移到队列的末尾。
(3)经验体会
通过本次实验,深入理解了时间片轮转RR进程调度算法的思想,培养了
自己的动手能力,通过实践加深了记忆。
5、用户使用说明
程序的使用说明,列出每一步的操作步骤。:.
开始
输入进程个数和时间篇长度
按到达时间从小到大次序输入进程名,到达时间和预计服务时间
运行队首进程
进程运行时间-时间片时间
运行时间=0
Y
运行完成,将进程
N
从队列中取出
中短进程,进程调至队列尾部
输出结果
结束
7、附录
:.
带注释的源程序,注释应清楚具体
#include<iostream>
#include<queue>
#include<iomanip>
#include<fstream>
#defineMaxNum100
usingnamespacestd;
typedefstruct
{
charname;
intArrivalTime;
intServiceTime;
intFinishedTime;
intWholeTime;
doubleWeightWholeTime;
}RR;
staticqueue<RR>RRqueue;//声明一个队列
staticdoubleAverageWT=0,AverageWWT=0;
staticintq;//时间片
staticintn;//进程个数
staticRRRRarray[MaxNum];//进程结构
voidInput()
{
//文件读取模式
ifstreaminData;
("./");
//=4的RR调度算法
//=1的RR调度算法
inData>>n;
inData>>q;
for(inti=0;i<n;i++)
{
inData>>RRarray[i].name;
}
for(i=0;i<n;i++)
{
inData>>RRarray[i].ArrivalTime;
}
for(i=0;i<n;i++):.
{
inData>>RRarray[i].ServiceTime;
}
//用户输入模式
cout<<"**************************************************************
**"<<endl;
cout<<"请输入进程个数n:";
cin>>n;
cout<<"请输入时间片q:";
cin>>q;
cout<<"请按到达时间的顺序依次输入进程名:"<<endl;
for(i=0;i<n;i++)
{
cin>>RRarray[i].name;
}
cout<<"请从小到大输入进程到达时间:"<<endl;
for(i=0;i<n;i++)
{
cin>>RRarray[i].ArrivalTime;
}
cout<<"请按到达时间的顺序依次输入进程服务时间:"<<endl;
for(i=0;i<n;i++)
{
cin>>RRarray[i].ServiceTime;
}
cout<<"**************************************************************
**"<<endl;
//输出用户所输入的信息
cout<<"Theinformationofprocessesisthefollowing:"<<endl;
cout<<setw(10)<<"进程名"<<"";
cout<<setw(10)<<"到达时间"<<"";
cout<<setw(10)<<"服务时间"<<""<<endl;
for(i=0;i<n;i++)
{:.
cout<<setw(10)<<RRarray[i].name<<"";
cout<<setw(10)<<RRarray[i].ArrivalTime<<"";
cout<<setw(10)<<RRarray[i].ServiceTime<<""<<endl;
}
cout<<"**************************************************************
**"<<endl;
}
voidRRAlgorithm()
{
charprocessMoment[100];//存储每个时间片p对应的进程名称
(RRarray[0]);
intprocessMomentPoint=0;
intCurrentTime=0;
inttempTime;//声明此变量控制CurrentTime的累加时间,当前进程的服
务时间小于时间片q的时候,起到重要作用
inti=1;//指向还未处理的进程的下标
intfinalProcessNumber=0;//执行RR算法后,进程的个数
intprocessTime[50];
//CurrentTime的初始化
if(RRarray[0].ServiceTime>=q)
{
CurrentTime=q;
}
else
{
CurrentTime=RRarray[0].ServiceTime;
}
while(!())
{
for(intj=i;j<n;j++)//使得满足进程的到达时间小于当前时间的进程
都进入队列
{
if(RRarray[j].name!=NULL&&CurrentTime>=
RRarray[j].ArrivalTime)
{
(RRarray[j]);
i++;
}
}:.
if(().ServiceTime<q)
{
tempTime=().ServiceTime;
}
else
{
tempTime=q;
}
().ServiceTime-=q;//进程每执行一次,就将其服务时间
-q
//将队首进程的名称放入数组中
processMoment[processMomentPoint]=().name;
processMomentPoint++;
processTime[finalProcessNumber]=tempTime;
finalProcessNumber++;
if(().ServiceTime<=0)//把执行完的进程退出队列
{
//().FinishedTime=CurrentTime;
();//如果进程的服务时间小于等于,即该进程已经
服务完了,将其退栈
}
else
{
//将队首移到队尾
(());
();
}
CurrentTime+=tempTime;
}
//进程输出处理每个时间段对应的执行的进程
cout<<"各进程的执行时刻信息:"<<endl;
cout<<""<<"0时刻-->"<<setw(2)<<processTime[0]<<"时刻";
processTime[finalProcessNumber]=0;
inttime=processTime[0];
intcount=0;
:.
for(i=0;i<finalProcessNumber;i++)
{
count=0;
cout<<setw(3)<<processMoment[i]<<setw(3)<<endl;
while(RRarray[count].name!=processMoment[i]&&count<n)
{
count++;
}
RRarray[count].FinishedTime=time;
if(i<finalProcessNumber-1)
{
cout<<setw(3)<<time<<"时刻"<<"-->"<<setw(2)<<time+
processTime[i+1]<<"时刻"<<setw(3);
time+=processTime[i+1];
}
}
cout<<endl;
//周转时间、带权周转时间、平均周转时间、带权平均周转时间的计算
//=完成时间-到达时间
//=周转时间/服务时间
for(i=0;i<n;i++)
{
RRarray[i].WholeTime=RRarray[i].FinishedTime-
RRarray[i].ArrivalTime;
RRarray[i].WeightWholeTime=
(double)RRarray[i].WholeTime/RRarray[i].ServiceTime;
}
doublex=0,y=0;
for(i=0;i<n;i++)
{
x+=RRarray[i].WholeTime;
y+=RRarray[i].WeightWholeTime;
}
AverageWT=x/n;
AverageWWT=y/n;
}:.
voiddisplay()
{
cout<<"******************************************************"<<endl;
cout<<"RR调度算法执行后:进程相关信息如下:"<<endl;
cout<<setw(10)<<"进程名(ID)"<<"";
cout<<setw(10)<<"到达时间"<<"";
cout<<setw(10)<<"服务时间"<<"";
cout<<setw(10)<<"完成时间"<<"";
cout<<setw(10)<<"周转时间"<<"";
cout<<setw(10)<<"带权周转时间"<<endl;
for(inti=0;i<n;i++)
{
cout<<setw(10)<<RRarray[i].name<<"";
cout<<setw(10)<<RRarray[i].ArrivalTime<<"";
cout<<setw(10)<<RRarray[i].ServiceTime<<"";
cout<<setw(10)<<RRarray[i].FinishedTime<<"";
cout<<setw(10)<<RRarray[i].WholeTime<<"";
cout<<setw(10)<<RRarray[i].WeightWholeTime<<""<<endl;;
}
cout<<"所有进程的平均周转时间="<<AverageWT<<endl;
cout<<"所有进程的平均带权周转时间="<<AverageWWT<<endl;
cout<<"******************************************************"<<endl;
}
intmain()
{
Input();
RRAlgorithm();
display();
return0;
}