循环轮转算法

多级反馈队列算法

问题简介

在操作系统中，多进程运行的次序是不一样的，这种时候就需要选择执行的顺序。

在分时系统中多采用循环轮转调度算法，系统规定一个时间片，每个进程被调度的时候分得一个时间片，当这一时间片用完时，

该进程转为就绪态并进入就绪队列末尾。这就是循环轮转算法的主要思路。

（下面的代码只考虑P1-----P5的进程）

简单循环轮转调度

当CPU空闲时，选取就绪队列首元素，赋予时间片。当进程时间片用完时，就释放CPU控制权，进入就绪队列末尾，CPU控制权给

下一个处于就绪队列首元素。

状态图如下：

具体思路

本来想用队列来算的，但是考虑到指针的问题，又因为刚学了循环链表，所以考虑用循环链表来存放数据。

（循环列表和一般链表唯一一个区别就是最后一个结点本来是p->next=NULL，现在就把头结点和尾结点相连就行，即p->next=head）

下面是结构体的里面的内容，放入进程的名字以及需要运行的时间和等待时间

struct pcb {
    char name[10]; //进程名称
    int need, turn; //进程运行时间和已等待时间
    struct pcb *next;
};

然后，给链表赋初值

//给队列1 赋值
struct pcb *create1() {
    int num(0);
    struct pcb *rq1 = NULL;
    struct pcb *p = NULL;
    struct pcb *t;//head头结点 p当前结点 t下一结点
    struct pcb *next;
    while(num<len1) {
        t = (struct pcb*)malloc(sizeof(struct pcb));
        if (num == 0) {
            rq1 = t;
            p = t;
        }
        else if (num == len1 - 1) {
            p->next = t;
            p = t;
            t->next = rq1;
        }
        else {
            p->next = t;
            p = t;
            t->next = NULL;
        }
        
        init(t);
        ++num;
    }
    return rq1;
}

void init(struct pcb*p) {
    cin >> p->name >> p->need >> p->turn;
}

在计算运行时间的时候，

1.比如说第一个进程的运行时间小于或等于时间片的长度，所以，就把时间加上去，并将每个进程的等待时间都加上这个进程的运行时间。

并且将正在运行的进程的need赋值为0。这样是为了将need标记为已经运行完的了，以后若再碰到就跳过这个结点。

2.再比如说第一个进程的运行时间大于时间片的长度，就将该进程的need减去一个时间片的长度，并且将指针移到下个结点，相当于把这个结点放到队列尾部。

再把各个进程的等待时间加上一个时间片的长度。就这样反复的循环，知道所有结点的need全部变为0的时候就跳出来。

直接上代码吧：

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include<iostream>
#include<algorithm>
#include<cstdio>
//#define NULL 0
#include<queue>
using namespace std;
const int maxn = 100;
struct pcb {
    char name[10]; //进程名称
    int need, turn; //进程运行时间和已等待时间
    struct pcb *next;
};
int len1(0), len2(0); //两个进程的长度
int clock(0); //时钟
int time(0);//时间片大小
int TIME; //rq1运行完的时间
void init(struct pcb*p) {
    cin >> p->name >> p->need >> p->turn;
}
//给队列1 赋值
struct pcb *create1() {
    int num(0);
    struct pcb *rq1 = NULL;
    struct pcb *p = NULL;
    struct pcb *t;//head头结点 p当前结点 t下一结点
    struct pcb *next;
    while(num<len1) {
        t = (struct pcb*)malloc(sizeof(struct pcb));
        if (num == 0) {
            rq1 = t;
            p = t;
        }
        else if (num == len1 - 1) {
            p->next = t;
            p = t;
            t->next = rq1;
        }
        else {
            p->next = t;
            p = t;
            t->next = NULL;
        }
        
        init(t);
        ++num;
    }
    return rq1;
}
//当运行时间小于时间片大小时候的求和函数，即将每个进程的等待时间加上当前进程运行的时间
void sum1(struct pcb *p) {  
    struct pcb *t;
    t = p;
    while (p->next != t) {
        if (p->need != 0) {
            p->turn += t->need;
            p = p->next;
        }
        else p = p->next;;
    }
    p->turn += t->need;
}

//当运行时间大于时间片大小时候的求和函数，即将每个进程的等待时间加上当前进程运行的时间
void sum2(struct pcb *p) { 
    struct pcb *t;
    t = p;
    while (p->next != t) {
        if (p->need != 0) {
            p->turn += time;
            p = p->next;
        }
        else p=p->next;
    }
    p->turn += time;
}

//求队列1里面各个进程运行完毕需要花费的时间
void fun1(struct pcb *h) {
    int num, count;
    while (1) {  //最后一个的next ==NULL
        num = 0;
        count = len1;
        struct pcb *t = h; //将h赋给t
        if (t->need <= time && t->need != 0) {  //如果这个进程运行时间小于时间片且非零说明没有弄完
            clock += t->need;
            sum1(t);
            h->need = 0;
            cout << h->name << "的运行时间是" << h->turn << endl;
        }
        if(t->need>time) {
            clock += time;
            t->need -= time;
            sum2(t);
        }
        h = h->next;
        struct pcb *temp = h;
        while (count--) {
            if (temp->need == 0) {
                num++;
            }
            temp = temp->next;
        }
        if (num == 4) break;
    }
    while (h->need == 0) {
        h = h->next;
    }
    while (h->need>time) {
        h->need -= time;
        h->turn += time;
    }
//    return (h->turn + h->need);
    TIME = h->turn + h->need;
    cout<<h->name<<"的运行时间是 "<< h->turn + h->need << endl;
//    cout << h->turn + h->need << endl;
}
int main() {
    cout << "请输入时间片大小：";
    cin >> time;
    cout << endl;
    cout << "请输入进程1和进程2的数量：";
    cin >> len1 >> len2;
    cout << endl;
    struct pcb *rq1, *rq2;
    cout << "请输入进程1的信息：" << endl;
    rq1 = create1();
    cout << "请输入进程2的信息：" << endl;
    rq2 = create2();
/*    cout << "遍历进程1的信息：" << endl;
    see1(rq1);
    cout << "遍历进程2的信息：" << endl;
    see2(rq2);
    sort(rq2);
    cout << "排序后进程2的信息：" << endl;
    see2(rq2);*/
    cout << "队列rq1运行完毕，花费的时间为：" << endl;;
    fun1(rq1);
    cout << endl;
    cout << "队列rq2运行完毕，花费的时间为：" << endl;
    fun2(rq2);
    cout << endl;
    return 0;
}

运行结果：

！！！！！！说一个令人自闭的事！！！！！！

这个程序我调了好久，经常因为死循环的问题，输出不出来结果，真的快自闭了。。。

从开始打断点慢慢调试的时候，找到卡住死循环的位置，慢慢改，终于改好了。

还是要有耐心啊！！！