精选_毕业设计_基于JAVA的进程调度算法_完整源码

# 基于JAVA的进程调度算法 # 一、需求分析 在Java开发环境下，模拟进程调度算法，其中该算法所需要的具体功能为：采用最高优先数优先的调度算法（即把处理机分配给优先数最高的进程）和先来先服务算法（将用户作业和就绪进程按提交顺序或变为就绪状态的先后排成队列，并按照先来先服务的方式进行调度处理）。 算法的具体描述为：每个进程有一个进程控制块（ PCB）表示。进程控制块可以包含如下信息：进程名、优先数、到达时间、需要运行时间、已用CPU时间、进程状态等等。进程的优先数、需要的运行时间及到达时间可以事先人为地指定（也可以由随机数产生）。进程的运行时间以时间片为单位进行计算。每个进程的状态可以是就绪 W（Wait）、运行R（Run）、或完成F（Finish）三种状态之一。就绪进程获得 CPU后都只能运行一个时间片。用已占用CPU时间加1来表示。 如果运行一个时间片后，进程的已占用 CPU时间已达到所需要的运行时间，则撤消该进程，如果运行一个时间片后进程的已占用CPU时间还未达所需要的运行时间，也就是进程还需要继续运行，此时应将进程的优先数减1（即降低一级），然后把它插入就绪队列等待CPU。每进行一次调度程序都打印一次运行进程、就绪队列、以及各个进程的 PCB，以便进行检查。 重复以上过程，直到所要进程都完成为止。 # 二、概要设计 为了符合题目需求，该工程主要有三个实现类： - Process（进程类），主要用来实例化各个不同的进程 - ProcessBlock（进程控制块类），用来为每个进程分配PCB，该类实例化后为进程类的类成员变量 - ProcessControl（进程控制类），为主类，用来调度进程。 其中，在进程调度中，声明了三个队列，分别为待插入进程队列（按到达时间从小到大排序），就绪队列（按优先级从大到小排序，按照到达时间先后进行排序），完成队列。都ArrayList<Process>类型变量。 调度算法描述： 1. 程序开始时随机为初始化5个进程（程序太多不容易观察运行结果） 2. 声明时间变量t，while循环下调度程序一直运行，每运行一次，t++ 3. 然后循环判断待插入队列队首进程是否到达，若到达，则将该进程插入到就绪队列中，并从待插入队列删除该进程；若没有到达，则从该循环中跳出 4. 然后从就绪队列中取出队首进程并分配时间片。当该进程时间片用完后，判断该进程是否已经完成，若完成，则将该进程插入到完成队列；若没有完成，则将该进程的优先级减一并重新插入到就绪队列中 5. 一直重复该循环，一直到待插入队列和就绪队列都为空为止 # 三、详细设计 ## 3.1 设计思想 采用最高优先数优先的调度算法（即把处理机分配给优先数最高的进程）和先来先服务算法（将用户作业和就绪进程按提交顺序或变为就绪状态的先后排成队列，并按照先来先服务的方式进行调度处理）。 ## 3.2 模块设计 **所使用的数据结构**（简化，仅成员变量，具体请见源码） ```java public class ProcessBlock { private String name; //进程名 private int priority; //优先数 1-10 private int arriveTime; //到达时间 1-50 private int needTime; //需要时间 1-20 private int waitTime; //等待时间 1-20 private int alreadyUseTime; //已占用CPU时间 private char status; //进程状态 W, R, F } public class Process { private ProcessBlock pcb; } public class ProcessControl { private final static int uTime = 1; // 时间片 private static int time = 0; // 模拟时间 ArrayList<Process> processA = new ArrayList();// 待插入的进程 ArrayList<Process> processB = new ArrayList();// 就绪队列 ArrayList<Process> processFinish = new ArrayList();// 完成队列 } ``` - 输入子模块 系统自动随机产生5个进程，并且随机对它们进行初始化，并按照进程产生的创建的时间进行排序插入到待插入队列中 - 进程调度子模块 采用最高优先数优先的调度算法（即把处理机分配给优先数最高的进程）和先来先服务算法（将用户作业和就绪进程按提交顺序或变为就绪状态的先后排成队列，并按照先来先服务的方式进行调度处理）对就绪队列中的进程进行进程调度 - 输出子模块 系统每调度进程一次，都会产生输出，将正在运行中的进程和就绪队列，完成队列中的进程信息全部打印出来 # 四、调试分析 - **遇到的问题** 当进程太多时，输出结果非常多，不利于分析系统调度算法的正确性 - **解决方案** 将进程数量相应的减少之后，使输出结果相应的减少之后，使可分析程度保证在可接受的范围之内。 - **调试结果**（输出结果太多，仅部分输出结果） ```java >各进程到达信息表： >0 name-> process4,priority-> 10,arriveTime-> 1,needTime-> 8,alreadyUseTime-> 0,waitTime-> 0,status-> W >1 name-> process1,priority-> 2,arriveTime-> 2,needTime-> 7,alreadyUseTime-> 0,waitTime-> 0,status-> W >2 name-> process2,priority-> 5,arriveTime-> 2,needTime-> 9,alreadyUseTime-> 0,waitTime-> 0,status-> W >3 name-> process0,priority-> 5,arriveTime-> 3,needTime-> 7,alreadyUseTime-> 0,waitTime-> 0,status-> W >4 name-> process3,priority-> 4,arriveTime-> 10,needTime-> 9,alreadyUseTime-> 0,waitTime-> 0,status-> W >时间: >1 >正在运行的进程: >name-> process4,priority-> 10,arriveTime-> 1,needTime-> 8,alreadyUseTime-> 0,waitTime-> 0,status-> R >就绪队列 >完成队列 ---------------------------------------------------------------- >时间: >2 >正在运行的进程: >name-> process4,priority-> 9,arriveTime-> 1,needTime-> 8,alreadyUseTime-> 1,waitTime-> 0,status-> R >就绪队列 >name-> process2,priority-> 5,arriveTime-> 2,needTime-> 9,alreadyUseTime-> 0,waitTime-> 0,status-> W >name-> process1,priority-> 2,arriveTime-> 2,needTime-> 7,alreadyUseTime-> 0,waitTime-> 0,status-> W >完成队列 ---------------------------------------------------------------- >时间: >3 >正在运行的进程: >name-> process4,priority-> 8,arriveTime-> 1,needTime-> 8,alreadyUseTime-> 2,waitTime-> 0,status-> R >就绪队列 >name-> process2,priority-> 5,arriveTime-> 2,needTime-> 9,alreadyUseTime-> 0,waitTime-> 1,status-> W >name-> process0,priority-> 5,arriveTime-> 3,needTime-> 7,alreadyUseTime-> 0,waitTime-> 0,status-> W >name-> process1,priority-> 2,arriveTime-> 2,needTime-> 7,alreadyUseTime-> 0,waitTime-> 1,status-> W >完成队列 ---------------------------------------------------------------- >时间: >39 >正在运行的进程: >name-> process1,priority-> 0,arriveTime-> 2,needTime-> 7,alreadyUseTime-> 6,waitTime-> 2,status-> R >就绪队列 >name-> process3,priority-> 0,arriveTime-> 10,needTime-> 9,alreadyUseTime-> 8,waitTime-> 0,status-> W >完成队列 >name-> process4,priority-> -1,arriveTime-> 1,needTime-> 8,alreadyUseTime-> 8,waitTime-> -1,status-> F >name-> process0,priority-> -1,arriveTime-> 3,needTime-> 7,alreadyUseTime-> 7,waitTime-> -1,status-> F >name-> process2,priority-> -1,arriveTime-> 2,needTime-> 9,alreadyUseTime-> 9,waitTime-> -1,status-> F ---------------------------------------------------------------- >时间: >40 >正在运行的进程: >name-> process3,priority-> 0,arriveTime-> 10,needTime-> 9,alreadyUseTime-> 8,waitTime-> 1,status-> R >就绪队列 >完成队列 >name-> process4,priority-> -1,arriveTime-> 1,needTime-> 8,alreadyUseTime-> 8,waitTime-> -1,status-> F >name-> process0,priority-> -1,arriveTime-> 3,needTime-> 7,alreadyUseTime-> 7,waitTime-> -1,status-> F >nam