操作系统处理机调度算法代码

根据给定的信息，本文将详细解释与操作系统处理机调度算法相关的知识，并重点解析代码实现。 ### 操作系统处理机调度算法概述 在操作系统领域中，处理机调度算法是核心概念之一，它负责合理分配处理机资源给进程。调度算法的目标包括提高系统效率、公平性以及响应时间等。常见的处理机调度算法有先来先服务（First-Come First-Served, FCFS）、短作业优先（Shortest Job First, SJF）、最高响应比优先（Highest Response Ratio Next, HRRN）等。 ### 代码解析 #### 1. 全局变量定义 ```c++ #include<stdio.h> #include<string.h> #include<iostream.h> int sjptime=10;//时间片长度10秒 int maxPCB=100;//最大的PCB数 ``` 这里定义了两个全局变量：`sjptime` 和 `maxPCB`。`sjptime` 表示时间片的长度，默认设置为10秒；`maxPCB` 定义了进程控制块（Process Control Block, PCB）的最大数量，即同时可处理的最大进程数。 #### 2. 进程控制块（PCB）结构体定义 ```c++ typedef struct node { char name[20]; int zt;//状态 int time; int yxj;//优先级 int atime; int waittime; } pcb; ``` 这里定义了一个 `pcb` 结构体，用于表示进程控制块，包含了进程名、状态、所需时间、优先级、到达时间和等待时间。 #### 3. 进程初始化函数 ```c++ void sjd1() { int i; for(i=0;i<maxPCB;i++) { strcpy(pcbs[i].name,""); pcbs[i].zt=0; pcbs[i].time=0; pcbs[i].tq=0; pcbs[i].atime=0; pcbs[i].waittime=0; } n=0; } ``` 此函数用于初始化所有进程的PCB，即将进程名称置为空字符串，状态、所需时间、到达时间、等待时间等均置为0，并将当前进程计数器 `n` 初始化为0。 #### 4. 文件读取及显示函数 ```c++ int zc() { FILE* fp; char fname[20]; int i; cout<<"文件名:"<<endl; cin>>fname; if((fp=fopen(fname,"r"))==NULL) { cout<<"错误!"<<endl; } else { while(!feof(fp)) { fscanf(fp,"%s%d%d%d",pcbs[n].name,&pcbs[n].zt,&pcbs[n].time,&pcbs[n].yxj); n++; }//读取文件 cout<<"已读取的内容:"<<endl; cout<<"状态 时间 优先级:"<<endl; for(i=0;i<n;i++) { cout<<""<<pcbs[i].name<<""<<pcbs[i].zt<<""<<pcbs[i].time<<""<<pcbs[i].yxj<<endl; } return(1); } return(0); } ``` 此函数实现了从文件读取进程信息的功能。首先提示用户输入文件名，然后尝试打开该文件。如果文件打开失败，则输出错误信息并返回0；若成功，则循环读取文件中的数据直到文件结束，每读取一行数据，就将其存储到相应的PCB中，并递增进程计数器 `n`，最后输出读取的数据并返回1。 #### 5. 重置到达时间函数 ```c++ void htf() { int i; for(i=0;i<maxPCB;i++) { pcbs[i].atime=0; pcbs[i].waittime=0; } } ``` 该函数用于重置每个进程的到达时间和等待时间，为后续的调度做准备。 #### 6. 先来先服务（FCFS）调度算法 ```c++ void lf() { int i, j; int t; cout<<endl<<"--------------------------------------------"<<endl; cout<<"FIFO方法"<<endl; cout<<"等待时间"<<endl; for(i=0;i<n;i++) { cout<<""<<pcbs[i].name<<""<<pcbs[i].waittime<<endl; for(j=i+1;j<n;j++) { pcbs[j].waittime+=pcbs[i].time; } } t=0; for(i=0;i<n;i++) { t+=pcbs[i].waittime; } cout<<"总的等待时间:"<<t<<"平均等待时间:"<<t/n<<endl; } ``` 该函数实现了先来先服务（First-Come First-Served, FCFS）调度算法，按照进程到达的顺序执行。首先初始化每个进程的等待时间为0，然后依次计算每个进程的等待时间。最后统计总的等待时间和平均等待时间。 #### 7. 优先级调度算法 ```c++ void sjd2() { int i, j, p; int runtime = 0; int t; int q[maxPCB]; int yxj1 = 1000; for(i=0;i<n;i++) { yxj1=1000; for(j=0;j<n;j++) { if((pcbs[j].atime==0) && (pcbs[j].yxj < yxj1)) { p=j; yxj1=pcbs[j].yxj; } } q[i]=p; pcbs[p].atime=1; pcbs[p].waittime += runtime; runtime += pcbs[p].time; } //调度结果 cout<<endl<<"######################################################"<<endl; cout<<"执行情况:"<<endl; cout<<"等待时间"<<endl; for(i=0;i<n;i++) { cout<<""<<pcbs[q[i]].name<<""<<pcbs[q[i]].waittime<<endl; } t=0; for(i=0;i<n;i++) { t += pcbs[i].waittime; } cout<<"总等待时间:"<<t<<"平均等待时间:"<<t/n<<endl; } ``` 该函数实现了优先级调度算法。首先遍历所有未被调度的进程，找到优先级最高的进程进行调度。然后更新其等待时间和运行时间。最后输出调度结果以及总的等待时间和平均等待时间。 #### 8. 时间片轮转调度算法 代码片段中并未完全展示时间片轮转调度算法的实现，但可以推测其主要思想为： 1. 将所有进程放入就绪队列。 2. 每个进程轮流占用CPU的时间片，如果时间片用完但进程尚未完成，则将该进程放到队列尾部。 3. 直到所有进程执行完毕。 ### 总结 本文通过解析给定的代码，详细介绍了操作系统的处理机调度算法，包括先来先服务、优先级调度和时间片轮转调度算法的实现过程。这些算法在实际的操作系统设计中具有重要的作用，能够有效地管理和调度处理机资源，提高系统的整体性能。