操作系统 时间片轮转RR进程调度算法 java版
实验二间片轮转RR进程调度算法
1、实验目的
通过这次实验，加深对进程概念的理解，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。
2、试验内容
问题描述：
设计程序模拟进程的时间片轮转RR调度过程。假设有n个进程分别在T1, … ,Tn时刻到达系统，它们需要的服务时间分别为S1, … ,Sn。分别利用不同的时间片大小q，采用时间片轮转RR进程调度算法进行调度，计算每个进程的完成时间、周转时间和带权周转时间，并且统计n个进程的平均周转时间和平均带权周转时间。
3、程序要求：
1）进程个数n；每个进程的到达时间T1, … ,Tn和服务时间S1, … ,Sn；输入时间片大小q。
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：要求模拟整个调度过程，输出每个时刻的进程运行状态，如“时刻3：进程B开始运行”等等；
4）输出：要求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、需求分析
(1) 输入的形式和输入值的范围
时间片
真实进程数
各进程的到达时间
各进程的服务时间
(2) 输出的形式
模拟整个调度过程、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。
（3）测试用例
5、调试分析
由于自己自编写代码方面与他人有一定的差距，因此在做实验的过程中我在网上搜了很多相关的资料，了解实现该算法的原理及各部分实现的代码，同时参考了几个别人写好的源代码，然后自己在理解的基础上不断的根据要求修改写程序，不过其中碰见的很多的问题。我已经自己调了好多错误，在一遍遍的调试和修改中，发现自己的经验在快速增长，这个感觉真的很不错。然而，实验的运行结果还不是很完美，每个进程在最后一个时间片的运行过程中，进程列表的更新总是修改错误。不过在在本次试验中学到了不少东西，一点点的在进步。
6、测试结果
输入时间片,进程数,进程到达时间,服务时间
输出
输入时间片,进程数,进程到达时间,服务时间
输出
7、附录(java)
package experiment;
import java.io.BufferedInputStream;
import java.io.FileInputStream;
import java.io.FileNotFoundException;
import java.util.Scanner;
public class B_RR {
// 声明变量
// 时间片
public static int q = 0;
// 允许的最大进程数
public static int MaxNum = 100;
// 真正的进程数
public static int realNum;
// order数组的一个下标
public static int number;
// 当前时间
public static int NowTime;
// 各进程的达到时间
public static int ArrivalTime[] = new int[MaxNum];
// 各进程的服务时间
public static int ServiceTime[] = new int[MaxNum];
// 各进程的服务时间(用于记录进程服务时间随时间片轮转减少的过程)
public static int PServiceTime[] = new int[MaxNum];
// 各进程的完成时间
public static int FinishTime[] = new int[MaxNum];
// 各进程的周转时间
public static int WholeTime[] = new int[MaxNum];
// 进程调度队列（存放的是各个进程的数字代号，如进程A数字代号为1）
public static int order[] = new int[MaxNum];
// 各进程的带权周转时间
public static double WeightWholeTime[] = new double[MaxNum];
// 平均周转时间、平均带权周转时间
public static double AverageWT, AverageWWT;
// 周转时间总和
public static int SumWT = 0;
// 带权周转时间总和
public static double SumWWT = 0;
// 进程是否已经结束的标志
public static boolean Finished[] = new boolean[MaxNum];
public static Scanner stdin;
public static void main(String[] args) throws FileNotFoundException {
// 从文件中输入数据
BufferedInputStream in = new BufferedInputStream(new FileInputStream(
"./file/02"));
System.setIn(in);
stdin = new Scanner(System.in);
q = stdin.nextInt(); // 时间片q
realNum = stdin.nextInt(); // 真实进程数
for (int i = 0; i < realNum; i++) { // 各进程的服务时间
ArrivalTime[i] = stdin.nextInt();
}
for (int j = 0; j < realNum; j++) { // 各进程的服务时间
ServiceTime[j] = stdin.nextInt();
PServiceTime[j] = ServiceTime[j]; //用于记录进程服务时间随时间片轮转减少的过程
Finished[j] = false;
}
stdin.close();
int all_add = 1; //就绪队列中的进程个数
order[0] = 0; //进程调度队列（存放的是各个进程的数字代号，如进程A数字代号为1）
number = 1;
NowTime = 0; //现在时间
while (order[0] != 100) { //order[0]为100，是认为规定进程调度结束的标志
// 调度程序
char w = 'A';
System.out.println("时刻" + NowTime + "：进程" + (char)(w + order[0]) + "开始运行;");
if (PServiceTime[order[0]] > q) { //进程还未完成
PServiceTime[order[0]] = PServiceTime[order[0]] - q; //对应的进程的服务时间减去一个时间片
NowTime += q; //现在时刻增加一个时间片
System.out.println("时刻" + NowTime + "：进程" + (char)(w + order[0]) + "停止运行,加入就绪序列尾;");
} else { //进程剩一个时间片后结束
NowTime += PServiceTime[order[0]]; //现在时间增加一个时间片
PServiceTime[order[0]] = 0; //对应进程的服务时间归零
System.out.println("时刻" + NowTime + "：进程" + (char)(w + order[0]) + "运行结束;");
FinishTime[order[0]] = NowTime;
WholeTime[order[0]] = NowTime - ArrivalTime[order[0]];
WeightWholeTime[order[0]] = 1.0 * WholeTime[order[0]] / ServiceTime[order[0]];
}
// 将到达的程序加入序列尾
if (all_add < realNum) {
for (int i = 1; i < realNum; i++) {
if (NowTime >= ArrivalTime[i] && Finished[i] == false) { //判断该进程是否已经在就绪队列中
order[number++] = i;
all_add++;
Finished[i] = true;
}
}
}
// 将序列首程序调到序列尾
int temp = order[0];
for (int i = 0; i < number - 1; i++){ //将order中的每个数前移一位
order[i] = order[i + 1];
}
if (PServiceTime[temp] == 0){ //进程已将全部调度结束，通过将order的第一个数标记为100，来结束进程调度
order[--number] = 100;
}else{ //进程还未调度结束
order[number - 1] = temp;
}
}
double all = 0, all1 = 0;
for (int i = 0; i < realNum; i++) {// 计算总周转时间和总带权周转时间
all += WholeTime[i];
all1 += WeightWholeTime[i];
}
System.out.println("\n进程名\t到达时间\t服务时间\t完成时间\t周转时间\t带权周转时间");
for (int i = 0; i < realNum; i++) {
System.out.println((char)(i + 'A') + "\t" + ArrivalTime[i] + "\t"
+ ServiceTime[i] + "\t" + FinishTime[i] + "\t"
+ WholeTime[i] + "\t" + WeightWholeTime[i]);
}
AverageWT = all / realNum;
System.out.println("平均周转时间:" + AverageWT);
AverageWWT = all1 / realNum;
System.out.println("平均带权周转时间: " + AverageWWT);
}
}
第二篇：操作系统实验二报告-时间片轮转进程调度算法
操作系统实验报告
实验二
时间片轮转进程调度算法
学号：
班级：
姓名:
【实验题目】：时间片轮转进程调度算法
【实验目的】
通过这次实验，加深对进程概念的理解，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。
【实验内容】
问题描述：
设计程序模拟进程的时间片轮转RR调度过程。假设有n个进程分别在T1, … ,Tn时刻到达系统，它们需要的服务时间分别为S1, … ,Sn。分别利用不同的时间片大小q，采用时间片轮转RR进程调度算法进行调度，计算每个进程的完成时间，周转时间和带权周转时间，并且统计n个进程的平均周转时间和平均带权周转时间。
程序要求如下：
1）进程个数n；每个进程的到达时间T1, … ,Tn和服务时间S1, … ,Sn；输入时间片大小q。
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，带权周转时间，并且计算所有进程的平均周转时间，带权平均周转时间；
3）输出：要求模拟整个调度过程，输出每个时刻的进程运行状态，如“时刻3：进程B开始运行”等等；
4）输出：要求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，带权平均周转时间。
实现提示：
用C++语言实现提示：
1）程序中进程调度时间变量描述如下：
int ArrivalTime[100];
int ServiceTime[100];
int PServiceTime[100];
int FinishTime[100];
int WholeTime[100];
double WeightWholeTime[100];
double AverageWT,AverageWWT;
bool Finished[100];
2）进程调度的实现过程如下：
Ø 变量初始化；
Ø 接收用户输入n，T1, … ,Tn，S1, … ,Sn；时间片大小q；
Ø 按照时间片轮转RR算法进行进程调度，计算进程的完成时间、周转时间和带权周转时间；
Ø 计算所有进程的平均周转时间和平均带权周转时间；
Ø 按格式输出调度结果。
实验要求：
1)上机前认真复习时间片轮转RR进程调度调度算法，熟悉进程调度的执行过程；
2)上机时独立编程、调试程序；
3)根据具体实验要求，完成好实验报告（包括实验的目的、内容、要求、源程序、实例运行结果截图）。
【源程序】
头文件RR.h
#include<iostream>
#include<stdio.h>
#include<string.h>
#include<stdlib.h>
#include<ctype.h>
#define MaxNum 100
typedef struct pcb //定义进程控制块
{
char Name[MaxNum]; //进程名
int arrivetime; //到达时间
int runtime; //运行时间
int wholetime; //固定运行时间
int FinishTime; //完成时间
double WeightTime; //周转时间
double WeightWholeTime; //带权周转时间
char state; //运行后的状态
struct pcb *next;
}PCB;
//全局变量
int N; //实际进程数
double SumWT; //周转时间之和
double SumWWT; //带权周转时间之和
double AverageWT; //平均周转时间
double AverageWWT; //平均带权周转时间
typedef struct //定义队列，封装头结点，指针分别指向队头和队尾
{
PCB *front,*rear;
}queue;
queue *init() //进程队列置空
{
queue *head;
head=(queue*)malloc(sizeof(queue));
head->front=NULL;
head->rear=NULL;
return head;
}
int empty(queue *head) //检验队列是否为空
{
return (head->front?0:1);
}
queue *append(queue *head,char c[MaxNum],int a,int r,char s) //进程队列入队，往后插入
{
PCB *p;
p=(PCB *)malloc(sizeof(PCB));
strcpy(p->Name,c);
p->arrivetime=a;
p->runtime=r;
p->wholetime=r;
p->state=s;
//p->FinishTime=0;
//p->WeightTime=0;
//p->WeightWholeTime=0;
p->next=NULL;
if(empty(head))
head->front=head->rear=p;
else
{
head->rear->next=p;
head->rear=p;
}
return head;
}
queue *creat(queue *head) //创建进程队列
{
char c[MaxNum];
char s='R';
int a,r,i;
printf("请输入共有几个进程：\n");
scanf("%d",&N);
for(i=1;i<=N;i++)
{
printf("请输入第%d 个进程的进程名:\n",i);
getchar();
gets(c);
printf("请输入第%d 个进程的到达时间:\n",i);
scanf("%d",&a);
printf("请输入第%d 个进程的服务时间:\n",i);
scanf("%d",&r);
head=append(head,c,a,r,s);
}
return head;
}
void print(queue *head) //输入创建的进程队列
{
PCB *p;
p=head->front;
if(!p)
printf("时间片轮转调度队列为空!\n");
while(p)
{
printf("Name=%s arrivetime=%d runtime=%d state=%c",p->Name,p->arrivetime,p->runtime,p->state);
printf("\n");
p=p->next;
}
}
/*******************时间片轮转法调度算法的实现**************************/
void RR(queue *head,int q)
{
int t=head->front->arrivetime, lt=head->rear->arrivetime;
if(head->front->runtime<q)
t=t+head->front->runtime;
else
t=t+q;
/****进程队列为不空才可调度*****/
while(!empty(head))
{
PCB *p1,*p2;
printf("\n时刻 进程 运行后的状态\n");
/*第一种情况：当前运行的时间小于最后一个进程到达时间做一下操作*/
while(t<lt)
{
p1=head->front;
printf("%2d %s",t,p1->Name);
p1->runtime=p1->runtime-q;
//1.运行时间小于0，删除队首
if(p1->runtime<=0)
{
p1->state='C';
printf(" %c\n",p1->state);
p1->FinishTime=t;
p1->WeightTime=p1->FinishTime-p1->arrivetime;
p1->WeightWholeTime=p1->WeightTime/p1->wholetime;
SumWT+=p1->WeightTime;
SumWWT+=p1->WeightWholeTime;
printf("时刻%2d进程%s运行结束,进程%s周转时间=%5.2f,带权周转时间=%5.2f\n",t,p1->Name,p1->Name,p1->WeightTime,p1->WeightWholeTime);
head->front=p1->next;
free(p1);
}
//2.运行时间大于0，向后找位置插入
else
{
printf(" %c\n",p1->state);
p2=p1->next;
while(p2->next && p2->arrivetime != t)
{
p2=p2->next;
}
//此时无新进入队列的进程，有两种情况：1.不用找位置往后插入，队首不变，不做操作
//2.找位置往后插入
if(p2->arrivetime != t)
{
PCB *p3=p1,*p4;
while(p3->next && p3->arrivetime<t)
{
p4=p3;
p3=p3->next;
}
if(p3->arrivetime>t)
{
if(p4!=p1) //p1插在p4后，头为p1->next
{
head->front=p1->next;
p1->next=p4->next;
p4->next=p1;
}
else //不做操作
p4=p3=p2=NULL;
}
else
p4=p3=p2=NULL;
}
//此时有新进入队列的进程时：p1插在新进入队列的进程p2后，队首为p1->next
else
{
head->front=p1->next;
p1->next=p2->next;
p2->next=p1;
}
}
//时刻变化
if(head->front->runtime<q)
t=t+head->front->runtime;
else
t=t+q;
}
/*************第一种情况结束**************/
/******************第二种情况：当期运行的时间大于最后一个进程到达的时间做以下操作*********************/
while(t>=lt)
{
p1=head->front;
printf("%2d %s",t,p1->Name);
p1->runtime=p1->runtime-q;
//1.运行时间小于0，删除队首
if(p1->runtime<=0)
{
p1->state='C';
printf(" %c\n",p1->state);
p1->FinishTime=t;
p1->WeightTime=p1->FinishTime-p1->arrivetime;
p1->WeightWholeTime=p1->WeightTime/p1->wholetime;
SumWT+=p1->WeightTime;
SumWWT+=p1->WeightWholeTime;
printf("时刻%2d进程%s运行结束,进程%s周转时间=%5.2f,带权周转时间=%5.2f\n",t,p1->Name,p1->Name,p1->WeightTime,p1->WeightWholeTime);
//printf("时刻%2d进程%s运行结束",t,p1->pname);
head->front=p1->next;
free(p1);
}
//2.运行时间大于0，直接插在队尾
else
{
printf(" %c\n",p1->state);
//若原队列只有一个进程，不必往队尾插
if(!p1->next)
head->front=p1;
//若原队列有多个进程
else
{
head->front=p1->next;
head->rear->next=p1;
head->rear=p1;
p1->next=NULL;
}
}
//时刻变化，队列为空时不做时刻变化
if(empty(head))
return;
else
{
if(head->front->runtime<q)
t=t+head->front->runtime;
else
t=t+q;
}
}
/*******第二种情况结束*********/
}
}
//主程序Main.cpp
#include<iostream>
#include<stdio.h>
#include<string.h>
#include<stdlib.h>
#include<ctype.h>
void main()
{
queue *head;
int q;
head=init();
head=creat(head);
printf("\n您输入的时间片轮转进程队列为:\n");
print(head);
printf("\n请输入时间片轮转调度的时间片为:");
scanf("%d",&q);
//时间片轮转调度
RR(head,q);
AverageWT=SumWT/N;
AverageWWT=SumWWT/N;
printf("平均周转时间=%5.2f,平均带权周转时间=%5.2f",AverageWT,AverageWWT);
}
【实例运行结果截图】
实例（教材P92-图3-4）
Q=2
Q=4
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