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实验目的:
本实验旨在通过编写一个简单的进程调度程序,加深对于进程控制块(PCB)和链表数据结构的理解,并且了解不同进程调度算法的特点和优缺点。
实验原理:
本程序使用链表来存储三个队列:输入队列、运行队列和完成队列。每个节点代表一个进程,包含了该进程的名称、运行时间、到达时间、状态以及指向下一个节点的指针。当新进程到达时,它会被插入到输入队列中;当CPU空闲时,从就绪队列中选取最高优先级(或者是最先到达)的进程进行执行;当某个进程完成后,则将其从运行队列中移除,并插入到完成队列中。
本程序支持两种不同类型的调度算法:先来先服务(FCFS)和最短作业优先(SJF)。FCFS算法按照任务提交顺序进行处理;而SJF算法则根据任务长度排序,在任何时候都选择剩余时间最少且未被执行过得任务。
实验步骤:
1. 定义PCB结构体
首先定义了一个名为“pcb”的结构体类型,并在其中定义了五个成员变量:pname表示该PCB所属于哪个具体名称为pname[20] 的应用程序;runtime表示该PCB需要运行的时间;arrivetime表示该PCB到达的时间;state表示该PCB当前所处的状态,包括就绪、运行和完成三种状态;next是一个指向下一个节点(即下一个进程)的指针。
2. 定义三个队列
定义了三个头结点:head_input、head_run和head_finish,分别代表输入队列、运行队列和完成队列。这些头结点不存储具体数据,只是为了方便操作而设置。
3. 插入新进程
当有新进程到达时,首先会被插入到输入队列中。在插入时需要注意保持链表中节点之间的顺序不变,并且要根据SJF算法对其进行排序。
4. 选择最高优先级(或者最先到达)任务进行执行
当CPU空闲时,在就绪队列中选取最高优先级(或者是最先到达)的进程进行执行。如果当前没有任何任务在等待,则CPU将一直处于空闲状态。
5. 进程完成后移除并插入完成队列
当某个进程完成后,则将其从运行队列中移除,并插入到完成队列中。同时更新每个PCB节点所代表的应用程序信息以及各自所需资源信息等内容。
实验结果:
本程序成功实现了两种不同类型调度算法:FCFS和SJF,并能够正确地处理新进程到达、任务执行和进程完成等事件。在测试过程中,本程序能够正确地输出每个PCB节点的信息,并且能够根据不同算法对它们进行排序和调度。
实验总结:
通过本次实验,我深入理解了进程控制块(PCB)的概念以及链表数据结构的使用方法。同时,我也学会了如何编写一个简单的进程调度程序,并且了解了不同类型调度算法的特点和优缺点。这些知识将对我的计算机科学学习产生重要影响,并为未来从事相关工作打下基础。
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