時間片輪轉(zhuǎn)調(diào)度算法實驗報告

.wd.xx大學(xué)操作系統(tǒng)實驗報告姓名：學(xué)號：班級：實驗日期：實驗名稱：時間片輪轉(zhuǎn)RR進程調(diào)度算法實驗二時間片輪轉(zhuǎn)RR進程調(diào)度算法1. 實驗?zāi)康模?通過這次實驗，理解時間片輪轉(zhuǎn)RR進程調(diào)度算法的運行原理，進一步掌握進程狀態(tài)的轉(zhuǎn)變、進程調(diào)度的策略及對系統(tǒng)性能的評價方法。2. 需求分析(1) 輸入的形式和輸入值的范圍；輸入：進程個數(shù)n 范圍：0<n<=100 時間片q 依次輸入進程名進程到達(dá)時間進程服務(wù)時間(2) 輸出的形式進程名到達(dá)時間服務(wù)時間完成時間周轉(zhuǎn)時間帶權(quán)周轉(zhuǎn)時間所有進程平均周轉(zhuǎn)時間：所有進程平均帶權(quán)周轉(zhuǎn)時間：(3) 程序所能到達(dá)的功能1） 進程個數(shù)n，輸入時間片大小q，每個進程的到達(dá)時間T1, ,Tn和服務(wù)時間S1, ,Sn。2要求時間片輪轉(zhuǎn)法RR調(diào)度進程運行，計算每個進程的周轉(zhuǎn)時間和帶權(quán)周轉(zhuǎn)時間，并且計算所有進程的平均周轉(zhuǎn)時間和帶權(quán)平均周轉(zhuǎn)時間；3輸出：模擬整個調(diào)度過程，輸出每個時刻的進程運行狀態(tài)；4輸出：輸出計算出來的每個進程的周轉(zhuǎn)時間、帶權(quán)周轉(zhuǎn)時間、所有進程的平均周轉(zhuǎn)時間以及帶權(quán)平均周轉(zhuǎn)時間。(4) 測試數(shù)據(jù)，包括正確的輸入及其輸出結(jié)果和含有錯誤的輸入及其輸出結(jié)果。正確輸入：錯誤輸入：2、概要設(shè)計所有抽象數(shù)據(jù)類型的定義：static int MaxNum=100int ArrivalTime/到達(dá)時間 int ServiceTime/服務(wù)時間 int FinishedTime/完畢時間 int WholeTime/周轉(zhuǎn)時間 double WeightWholeTime/帶權(quán)周轉(zhuǎn)時間double AverageWT /平均周轉(zhuǎn)時間double AverageWWT /平均帶權(quán)周轉(zhuǎn)時間主程序的流程:l 變量初始化l 承受用戶輸入的n，q ，T1.Tn,S1.Sn;l 進展進程調(diào)度，計算進程的開場運行時間、完畢時間、執(zhí)行順序、周轉(zhuǎn)時間、帶權(quán)周轉(zhuǎn)時間；l 計算所有進程的平均周轉(zhuǎn)時間、平均帶權(quán)周轉(zhuǎn)時間；l 按照格式輸出調(diào)度結(jié)果。各程序模塊之間的層次(調(diào)用)關(guān)系Main函數(shù)通過對Input函數(shù)進展調(diào)用，對函數(shù)的成員變量進展賦值，再通過RRAlgorithm函數(shù)求出題目要求的各個數(shù)據(jù)結(jié)果，最后通過display函數(shù)對結(jié)果進展格式輸出。3、詳細(xì)設(shè)計實現(xiàn)程序模塊的具體算法。void RRAlgorithm() char processMoment100; /存儲每個時間片p對應(yīng)的進程名稱 RRqueue.push(RRarray0); int processMomentPoint = 0; int CurrentTime=0; int tempTime; /聲明此變量控制CurrentTime的累加時間，當(dāng)前進程的服務(wù)時間小于時間片q的時候，起到重要作用 int i=1; /指向還未處理的進程的下標(biāo) int finalProcessNumber = 0; /執(zhí)行RR算法后，進程的個數(shù) int processTime50; /CurrentTime的初始化 if (RRarray0.ServiceTime>=q) CurrentTime = q; else CurrentTime = RRarray0.ServiceTime; while(!RRqueue.empty() for (int j=i;j<n;j+) /使得滿足進程的到達(dá)時間小于當(dāng)前時間的進程都進入隊列 if (RRarrayj.name!=NULL && CurrentTime >= RRarrayj.ArrivalTime) RRqueue.push(RRarrayj); i+; if (RRqueue.front().ServiceTime<q) tempTime = RRqueue.front().ServiceTime; else tempTime = q; RRqueue.front().ServiceTime -= q; /進程每執(zhí)行一次，就將其服務(wù)時間 -q /將隊首進程的名稱放入數(shù)組中 processMomentprocessMomentPoint = RRqueue.front().name; processMomentPoint+; processTimefinalProcessNumber = tempTime; finalProcessNumber+; if (RRqueue.front().ServiceTime <= 0) /把執(zhí)行完的進程退出隊列 /RRqueue.front().FinishedTime = CurrentTime; RRqueue.pop(); /如果進程的服務(wù)時間小于等于，即該進程已經(jīng)服務(wù)完了，將其退棧 else /將隊首移到隊尾 RRqueue.push(RRqueue.front(); RRqueue.pop(); CurrentTime += tempTime; /進程輸出處理 每個時間段對應(yīng)的執(zhí)行的進程 cout<<"各進程的執(zhí)行時刻信息："<<endl; cout<<" "<<"0時刻 -> "<<setw(2)<<processTime0<<"時刻" processTimefinalProcessNumber=0; int time = processTime0; int count = 0; for (i=0;i<finalProcessNumber;i+) count = 0; cout<<setw(3)<<processMomenti<<setw(3)<<endl; while(RRarraycount.name!=processMomenti && count<n) count+; RRarraycount.FinishedTime = time; if (i<finalProcessNumber - 1) cout<<setw(3)<<time<<"時刻"<<" -> "<<setw(2)<<time + processTimei+1<<"時刻"<<setw(3); time += processTimei+1; cout<<endl; /周轉(zhuǎn)時間、帶權(quán)周轉(zhuǎn)時間、平均周轉(zhuǎn)時間、帶權(quán)平均周轉(zhuǎn)時間的計算 /1. 周轉(zhuǎn)時間 = 完成時間 - 到達(dá)時間 /2. 帶權(quán)周轉(zhuǎn)時間 = 周轉(zhuǎn)時間/服務(wù)時間 for ( i=0;i<n;i+) RRarrayi.WholeTime = RRarrayi.FinishedTime - RRarrayi.ArrivalTime; RRarrayi.WeightWholeTime = (double)RRarrayi.WholeTime/RRarrayi.ServiceTime; double x=0,y=0; for (i=0;i<n;i+) x += RRarrayi.WholeTime; y += RRarrayi.WeightWholeTime; AverageWT = x/n; AverageWWT = y/n; 4、調(diào)試分析1調(diào)試過程中遇到的問題以及解決方法，設(shè)計與實現(xiàn)的回憶討論和分析 在算法設(shè)計時，由于一開場不知道若何將位于隊首的進程，在執(zhí)行完后若何移至隊尾進展循環(huán)，所以思考了很久，后來想到將隊首進程進展重新壓入隊列從而解決了此問題。2算法的性能分析每個進程被分配一個時間段，即該進程允許運行的時間。如果在時間片完畢時進程還在運行，那么CPU將被剝奪并分配給另一個進程。如果進程在時間片完畢前阻塞或完畢，那么CPU當(dāng)即進展切換。調(diào)度程序所要做的就是維護一張就緒進程列表，當(dāng)進程用完它的時間片后，它被移到隊列的末尾。3經(jīng)歷體會通過本次實驗，深入理解了時間片輪轉(zhuǎn)RR進程調(diào)度算法的思想，培養(yǎng)了自己的動手能力，通過實踐加深了記憶。5、用戶使用說明程序的使用說明，列出每一步的操作步驟。輸入進程個數(shù)和時間篇長度開場進程運行時間-時間片時間運行隊首進程按到達(dá)時間從小到大次序輸入進程名，到達(dá)時間和預(yù)計服務(wù)時間運行時間=0Y運行完成，將進程從隊列中取出中短進程，進程調(diào)至隊列尾部N輸出結(jié)果完畢7、附錄帶注釋的源程序，注釋應(yīng)清楚具體#include <iostream> #include <queue> #include <iomanip> #include <fstream> #define MaxNum 100 using namespace std; typedef struct char name; int ArrivalTime; int ServiceTime; int FinishedTime; int WholeTime; double WeightWholeTime; RR; static queue<RR>RRqueue; /聲明一個隊列 static double AverageWT =0,AverageWWT=0; static int q; /時間片 static int n; /進程個數(shù) static RR RRarrayMaxNum; /進程構(gòu)造 void Input() /文件讀取模式 ifstream inData; inData.open("./data4.txt"); /data.txt表示q = 4的RR調(diào)度算法 /data2.txt表示q = 1的RR調(diào)度算法 inData>>n; inData>>q; for (int i=0;i<n;i+) inData>>RRarrayi.name; for (i=0;i<n;i+) inData>>RRarrayi.ArrivalTime; for (i=0;i<n;i+) inData>>RRarrayi.ServiceTime; /用戶輸入模式 cout<<"*"<<endl; cout<<"請輸入進程個數(shù) n ： " cin>>n; cout<<"請輸入時間片 q ： " cin>>q; cout<<"請按到達(dá)時間的順序依次輸入進程名:"<<endl; for (i=0;i<n;i+) cin>>RRarrayi.name; cout<<"請從小到大輸入進程到達(dá)時間:"<<endl; for (i=0;i<n;i+) cin>>RRarrayi.ArrivalTime; cout<<"請按到達(dá)時間的順序依次輸入進程服務(wù)時間:"<<endl; for (i=0;i<n;i+) cin>>RRarrayi.ServiceTime; cout<<"*"<<endl; /輸出用戶所輸入的信息 cout<<"The information of processes is the following:"<<endl; cout<<setw(10)<<"進程名"<<" " cout<<setw(10)<<"到達(dá)時間"<<" " cout<<setw(10)<<"服務(wù)時間"<<" "<<endl; for ( i=0;i<n;i+) cout<<setw(10)<<RRarrayi.name<<" " cout<<setw(10)<<RRarrayi.ArrivalTime<<" " cout<<setw(10)<<RRarrayi.ServiceTime<<" "<<endl; cout<<"*"<<endl; void RRAlgorithm() char processMoment100; /存儲每個時間片p對應(yīng)的進程名稱 RRqueue.push(RRarray0); int processMomentPoint = 0; int CurrentTime=0; int tempTime; /聲明此變量控制CurrentTime的累加時間，當(dāng)前進程的服務(wù)時間小于時間片q的時候，起到重要作用 int i=1; /指向還未處理的進程的下標(biāo) int finalProcessNumber = 0; /執(zhí)行RR算法后，進程的個數(shù) int processTime50; /CurrentTime的初始化 if (RRarray0.ServiceTime>=q) CurrentTime = q; else CurrentTime = RRarray0.ServiceTime; while(!RRqueue.empty() for (int j=i;j<n;j+) /使得滿足進程的到達(dá)時間小于當(dāng)前時間的進程都進入隊列 if (RRarrayj.name!=NULL && CurrentTime >= RRarrayj.ArrivalTime) RRqueue.push(RRarrayj); i+; if (RRqueue.front().ServiceTime<q) tempTime = RRqueue.front().ServiceTime; else tempTime = q; RRqueue.front().ServiceTime -= q; /進程每執(zhí)行一次，就將其服務(wù)時間 -q /將隊首進程的名稱放入數(shù)組中 processMomentprocessMomentPoint = RRqueue.front().name; processMomentPoint+; processTimefinalProcessNumber = tempTime; finalProcessNumber+; if (RRqueue.front().ServiceTime <= 0) /把執(zhí)行完的進程退出隊列 /RRqueue.front().FinishedTime = CurrentTime; RRqueue.pop(); /如果進程的服務(wù)時間小于等于，即該進程已經(jīng)服務(wù)完了，將其退棧 else /將隊首移到隊尾 RRqueue.push(RRqueue.front(); RRqueue.pop(); CurrentTime += tempTime; /進程輸出處理 每個時間段對應(yīng)的執(zhí)行的進程 cout<<"各進程的執(zhí)行時刻信息："<<endl; cout<<" "<<"0時刻 -> "<<setw(2)<<processTime0<<"時刻" processTimefinalProcessNumber=0; int time = processTime0; int count = 0; for (i=0;i<finalProcessNumber;i+) count = 0; cout<<setw(3)<<processMomenti<<setw(3)<<endl; while(RRarraycount.name!=processMomenti && count<n) count+; RRarraycount.FinishedTime = time; if (i<finalProcessNumber - 1) cout<<setw(3)<<time<<"時刻"<<" -> "<<setw(2)<<time + processTimei+1<<"時刻"<<setw(3); time += processTimei+1; cout<<endl; /周轉(zhuǎn)時間、帶權(quán)周轉(zhuǎn)時間、平均周轉(zhuǎn)時間、帶權(quán)平均周轉(zhuǎn)時間的計算 /1. 周轉(zhuǎn)時間 = 完成時間 - 到達(dá)時間 /2. 帶權(quán)周轉(zhuǎn)時間 = 周轉(zhuǎn)時間/服務(wù)時間 for ( i=0;i<n;i+) RRarrayi.WholeTime = RRarrayi.FinishedTime - RRarrayi.ArrivalTime; RRarrayi.WeightWholeTime = (double)RRarrayi.WholeTime/RRarrayi.ServiceTime; double x=0,y=0; for (i=0;i<n;i+) x += RRarrayi.WholeTime; y += RRarrayi.WeightWholeTime; AverageWT = x/n; AverageWWT = y/n; void display() cout<<"*"<<endl; cout<<"RR調(diào)度算法執(zhí)行后：進程相關(guān)信息如下："<<endl; cout<<setw(10)<<"進程名ID"<<" " cout<<setw(10)<<"到達(dá)時間"<<" " cout<<setw(10)<<"服務(wù)時間"<<" " cout<<setw(10)<<"完成時間"<<" " cout<<setw(10)<<"周轉(zhuǎn)時間"<<" " cout<<setw(10)<<"帶權(quán)周轉(zhuǎn)時間"<<endl; for (int i = 0;i<n;i+) cout<<setw(10)<<RRarrayi.name<<" " cout<<setw(10)<<RRarrayi.ArrivalTime<<" " cout<<setw(10)<<RRarrayi.ServiceTime<<" " cout<<setw(10)<<RRarrayi.FinishedTime<<" " cout<<setw(10)<<RRarrayi.WholeTime<<" " cout<<setw(10)<<RRarrayi.WeightWholeTime<<" "<<endl; cout<<"所有進程的平均周轉(zhuǎn)時間 = "<<AverageWT<<endl; cout<<"所有進程的平均帶權(quán)周轉(zhuǎn)時間 = "<<AverageWWT<<endl; cout<<"*"<<endl; int main() Input(); RRAlgorithm(); display(); return 0;