BJFU_操作系统实验_实验1：进程调度/ 实验2：生产者与消费者/ 实验3：存储管理

操作系统实验

操作系统实验1

实验题目：实验1 进程调度

一、实验目的

（1）掌握处理机调度及其实现。
（2）掌握进程状态及其状态转换。
（3） 掌握进程控制块PCB及其作用。

二、实验内容

进程调度模拟程序：假设有10个进程需要在CPU上执行，三选一：
先进先出调度算法；0
基于优先数的调度算法；1
最短执行时间调度算法 2
确定这10个进程在CPU上的执行过程。要求每次进程调度时在屏幕上显示：
当前执行进程；
就绪队列；
等待队列

三、实验要求

（1）创建10个进程的PCB，每个PCB包括：进程名、进程状态、优先级（1_{10）、需要在处理机上执行的时间（1}50ms）、队列指针等。
（2）初始化10个PCB（产生随机数0或1，分别表示进程处于就绪态或等待态）；rand()%2, rand()%10+1, rand()%50+1。
（3）根据调度算法选择一个就绪进程在CPU上执行。
（4）在进程执行过程中，产生随机数0或1，该随机数为1时，将等待队列中的第一个PCB加入就绪队列的对尾。
（5）在进程执行过程中，产生一个随机数，表示执行进程能在处理机上执行的时间，如果随机时间(1~20ms)大于总需要的时间，则执行完成。如果小于，则从总时间中减去执行时间。
（6）如果执行进程没有执行完成。则产生随机数0或1，当该随机数为0时，将执行进程加入就绪队列对尾；否则，将执行进程加入等待队列对尾。
（7）一直到就绪队列为空，程序执行结束。

#include<cstring>
#include<string>
#include<stdlib.h>
#include<iostream>
using namespace std; 
typedef struct PCB
{
   
	char name;			//进程名
    int priority;		//优先级
    int arrtime;		//到达时间
    int needtime;		//需要运行时间
    int usedtime;		//已用时间
    char state;			//进程状态
	struct PCB* next;	//队列指针
}PCB,*pcb;
pcb Tprocess=new PCB;	//就绪队列的头指针	
pcb Trear=Tprocess;		//就绪队列的尾指针			
pcb Wprocess=new PCB;	//等待队列的头指针
pcb Wrear=Wprocess;		//就绪队列的尾指针			
void input()			//创建进程 3种 
{
   
	cout<<"***************************先来先服务调度算法******************************"<<endl;
	cout<<"一共创建10个进程"<<endl;
	for(int i=0;i<10;i++)
	{
   
		pcb p=new PCB;			//新的进程 
		p->name=char(i+65);
		p->priorityrand()%10+1;	//优先级 先来先服务这个优先级不考虑 
		//优先级不考虑 
		p->arrtime=rand()%30+1;//同时到达的…… 
		p->needtime=rand()%50+1;//需要在处理机上执行的时间（1~50ms）
		p->usedtime=0;			//已用时间
		if(rand()%2==0)			//插到等待队列
		{
   
			p->state='T'; 
			Trear->next=p;
			p->next=NULL;
			Trear=Trear->next;
		}   
		else					//插到就绪队列
		{
   
			p->state='W';
			Wrear->next=p;
			p->next=NULL;
			Wrear=Wrear->next;
		}
		cout<<"第"<<i+1<<"个进程:"<<"\t进程名:"<<p->name<<"\t达到时间:"<<p->arrtime<<"\t还需时间:"<<p->needtime<<"\t进程状态:"<<p->state<<endl;
	}
}
void display()//显示调度进程时显示就绪队列与等待队列
{
   
	cout<<endl<<"********************************"<<endl;
	cout<<"        就绪队列        "<<endl;
	pcb fd=Tprocess->next;
	while(fd)
	{
   
		cout<<"进程名,已用时间,还需时间,状态"<<endl;
		cout<<fd->name<<"\t "<<fd->usedtime<<"\t "<<fd->needtime<<"\t "<<fd->state<<endl;
		fd=fd->next;
	}
	cout<<"        等待队列        "<<endl;
	fd=Wprocess->next;
	while(fd)
	{
   
		cout<<"进程名,已用时间,还需时间,状态"<<endl;
		cout<<fd->name<<"\t "<<fd->usedtime<<"\t "<<fd->needtime<<"\t "<<fd->state<<endl;
		fd=fd->next;
	}
	cout<<"********************************"<<endl;
	cout<<endl;
}
void Sort_T()//先来先服务，如果同时到则先输入的进程先执行
{
   
	pcb H=Tprocess;
	int n=0;
	while(H->next)
	{
   
		n++;
		H=H->next;
	}
	cout<<"N="<<n<<endl; 
	for(int i=0;i<n;i++)
	{
   
		H=Tprocess->next;
		for(int j=0;j<=n-1-i;j++)
        {
   
        	while(H->next)
			{
   
	            if(H->arrtime>H->next->arrtime)
	            {
   
					/*
					pcb temp=H;
	                H=H->next;
	                H->next=temp;
	                */
	                char tname=H->name;			//进程名
				    H->name=H->next->name;
				    H->next->name=tname;
				//	int tpriority;		//优先级
				   
				    int tarrtime=H->arrtime;		//到达时间
				    H->arrtime=H->next->arrtime;
				    H->next->arrtime=tarrtime;
				
				    int tneedtime=H->needtime;		//到达时间	//需要运行时间
				    H->needtime=H->next->needtime;
				    H->next->needtime=tneedtime;
				
				    int tusedtime=H->usedtime;		//已用时间
				    H->usedtime=H->next->usedtime;
				    H->next->usedtime=tusedtime;
				
				
				    char tstate=H->state;			//进程状态
					H->state=H->next->state;
				    H->next->state=tstate;
	            }
	            H=H->next;
			} 

	    }
	}
	pcb p=Tprocess->next;			//新的进程 
	while(p)
	{
   
		cout<<"进程名:"<<p->name<<"\t达到时间:"<<p->arrtime<<"\t还需时间:"<<p->needtime<<"\t进程状态:"<<p->state<<endl;
		p=p->next;
	}	
}
int main() 
{
   
	input();						//创建进程
	Sort_T();						//对就绪队列排序,先到达的排在前面
	int num=0;
	while(Tprocess->next)			//直到就绪队列为空，程序执行结束
	{
   
		num++;
		cout<<endl<<"这是第"<<num<<"次进程调度"<<endl;
		display();					//显示就绪队列与等待队列
		pcb head=Tprocess->next;	//指向就绪队列的队头元素
		head->state='R';			//正在运行
		Tprocess->next=Tprocess->next->next;//更新队头元素
		if(!Tprocess->next)			//更新后发现就绪队列为空，这时要更新尾指针
			Trear=Tprocess;
		int choice;	
		int runtime=rand()%20+1;	//随机运行时间
		cout<<"当前时刻正在运行的进程:"<<endl;
		cout<<"进程名:"<<head->name<<"\t已用时间:"<<head->usedtime<<"\t还需时间:"<<head->needtime<<"\t随机运行时间:"<<runtime<<endl;
		if(Wprocess->next)			//等待队列不为空
		{
   	
			pcb p=Wprocess->next;		//指向等待队列的队头元素
			choice=rand()%2;
			if(choice==1)				//将等待队列中的第一个PCB加入就绪队列的队尾
			{
   
				cout<<"在进程执行过程中，将等待队列的队头元素插入就绪队列的队尾"<<endl;
				p->state='T';		<