一、实验目的
理解操作系统的进程调度方法，并通过一个简单的进程调度模拟程序的实现，加深对进程调度算法，进程切换的理解。
二、实验内容
1、采用动态优先数的方法，编写一进程调度程序模拟程序。模拟程序只进行相应的调度模拟操作，不需要实际程序。
具体要求如下：
(1) 假定系统有五个进程，每一个进程用一个进程控制块PCB来代表，进程控制块的格式为：
(2) 在每次运行你所设计的处理器调度程序之前，为每个进程任意确定它的“优先数”和“要求运行时间”。
(3) 为了调度方便，把五个进程按给定的优先数从大到小连成队列。用一单元指出队首进程，用指针指出队列的连接情况。
(4) 处理器调度总是选队首进程运行。采用动态改变优先数的办法，进程每运行一次优先数就减“1”。由于本实习是模拟处理器调度，所以，对被选中的进程并不实际的启动运行，而是执行{优先数-1；要求运行时间-1}，来模拟进程的一次运行。
提醒注意的是：在实际的系统中，当一个进程被选中运行时，必须恢复进程的现场，让它占有处理器运行，直到出现等待事件或运行结束。在这里省去了这些工作。
(5) 进程运行一次后，若要求运行时间?0，则再将它加入队列（按优先数大小插入，且置队首标志）；若要求运行时间=0，则把它的状态修改成“结束”（E），且退出队列。
(6) 若“就绪”状态的进程队列不为空，则重复上面（4）和（5）的步骤，直到所有进程都成为“结束”状态。
(7) 在所设计的程序中应有显示或打印语句，能显示或打印每次被选中进程的进程名以及运行一次后进程队列的变化。
(8) 为五个进程任意确定一组“优先数”和“要求运行时间”，启动所设计的处理器调度程序，显示或打印逐次被选中进程的进程名以及进程控制块的动态变化过程。
三、实验要求
1、 写出程序，并调试程序，要给出测试数据和实验结果。
2、 整理上机步骤，总结经验和体会。
3、 完成实验报告和上交程序。
四、实验代码
import random
class PCB :
def __init__(self, id, prior, cputime) :
# id:序号 prior优先级 cputime:进程所需时间
self.id = id
self.prior = prior #这是初始值的优先级，不会再变了，可以看做静态优先级
self.dy_prior = prior #动态优先级，每执行一次要减一
self.cputime = cputime
self.runtime = 0 # 进程已运行的时间，就是流程图中已占用CPU时间片数，每执行一次-1
self.restoftime = cputime # 还需要的运行的时间，
self.state = 0 # 0表示ready 1表示running 2表示finish
self.starttime = 0 #进程开始运行的时间
self.endtime = 0 #进程结束运行时间
def outSituation_dy(self) : #输出动态优先级法进程运行情况
state_temp = ''
if self.state == 0:
state_temp = 'ready'
elif self.state == 1:
state_temp = 'running'
elif self.state == 2 :
state_temp = 'finish'
print(("进程:" + str(self.id) + '\t' +"动态优先级:%-3d" + " 当前状态:%-7s" + " 进程所需CPU时间:%-2d" +
" 还需时间:" + str(self.restoftime))%(self.dy_prior,state_temp,self.cputime))
def outSituation_rr(self) : #输出rr法进程运行情况
state_temp = ''
if self.state == 0:
state_temp = 'ready'
elif self.state == 1:
state_temp = 'running'
elif self.state == 2 :
state_temp = 'finish'
print(("进程:" + str(self.id) + " 当前状态:%-7s" + " 进程所需CPU时间:%-2d" +
" 还需时间:" + str(self.restoftime))%(state_temp,self.cputime))
def outall_dy(self) : #输出动态优先级法进程运行总体情况
state_temp = ''
if self.state == 0:
state_temp = 'ready'
elif self.state == 1:
state_temp = 'running'
elif self.state == 2 :
state_temp = 'finish'
print(("进程:" + str(self.id) + '\t' +"静态优先级:%-3d" + " 当前状态:%-7s" + "进程所需CPU时间:%-2d" + " 开始运行时间：%-2d" +
" 结束运行时间：%-3d"+" 还需时间:" + str(self.restoftime))%(self.prior,state_temp,self.cputime,self.starttime,self.endtime,))
def outall_rr(self) : #输出rr法进程运行总体情况
state_temp = ''
if self.state == 0:
state_temp = 'ready'
elif self.state == 1:
state_temp = 'running'
elif self.state == 2 :
state_temp = 'finish'
print(("进程:" + str(self.id) + " 当前状态:%-7s" + "进程所需CPU时间:%-2d" + " 开始运行时间：%-2d" +
" 结束运行时间：%-3d"+" 还需时间:" + str(self.restoftime))%(state_temp,self.cputime,self.starttime,self.endtime,))
def init(num) :
pcbList = []
for i in range(num) :
pcbList.append(PCB(i, random.randint(1, 9), random.randint(1, 20)))
# 将随机产生的n个进程保存，里面分别是进程id,优先级，CPU时间
print("刚生成的各进程")
for i in pcbList: #输出最开始时进程情况
i.outSituation_dy()
print('\n')
return pcbList
def sort_dy_pcblist(pcbList): #按优先级将进程排序，[0:]优先级依次减小
for i in range(1,len(pcbList)): #冒泡排序
for j in range(0,len(pcbList)-1):
if pcbList[i].dy_prior > pcbList[j].dy_prior:
pcbList[i], pcbList[j] = pcbList[j], pcbList[i]
for i in range(len(pcbList)-1): #相同优先级的，id小的排在前面
if pcbList[i].dy_prior == pcbList[i+1].dy_prior:
if pcbList[i].id > pcbList[i+1].id:
pcbList[i],pcbList[i + 1] = pcbList[i + 1], pcbList[i]
if pcbList[0].state == 2 : #保证首位不是finish 如果是，和后面第一个ready交换
for i in range(1,len(pcbList)):
if pcbList[i].state == 0 :
pcbList[i],pcbList[0] = pcbList[0],pcbList[i]
break
return pcbList
def sort_rr_pcblist(pcbList): #将进程插到队列尾
pcbList.append(pcbList[0])
del pcbList[0]
if pcbList[0].state == 2 : #保证首位不是finish 如果是，和后面第一个ready交换
for i in range(1,len(pcbList)):
if pcbList[i].state == 0 :
pcbList[i],pcbList[0] = pcbList[0],pcbList[i]
break
return pcbList
def dy_prior_method(pcbList) : #动态优先级法
count = 0
while pcbList[0].state == 0: #只要首进程状态为ready，就说明还有进程未执行
print("这是第%d次时间片"%count)
if pcbList[0].dy_prior == pcbList[0].prior :
pcbList[0].starttime = count
pcbList[0].state = 1 #状态变更为running
pcbList[0].runtime += 1
pcbList[0].dy_prior -= 3
pcbList[0].restoftime -= 1
for i in pcbList : # 输出进程情况
i.outSituation_dy()
if pcbList[0].restoftime == 0:
pcbList[0].state = 2
pcbList[0].endtime = count
else :
pcbList[0].state = 0
sort_dy_pcblist(pcbList)
count += 1
# 显示进程运行总体情况
print(" 动态优先级 总 体 情 况 ")
# 输出完成时进程情况
Turnaround_time = 0 #总周转时间周转
daiquan_time = 0 #总带权周转时间
for j in range(len(pcbList)): #按id顺序输出
for i in pcbList:
if i.id == j :
i.outall_dy()
for i in pcbList : # 计算平均周转时间
Turnaround_time += i.endtime - i.starttime+1 #时间从0开始，两个相减就少了一段时间片
daiquan_time += (i.endtime-i.starttime+1)/i.cputime
print(('平均周转时间：%.2f'+' 平均带权周转时间%.2f')%(Turnaround_time/len(pcbList),daiquan_time/len(pcbList)))
#周转时间就是就是执行完成的时间-开始执行的时间
#带权周转时间就是 周转时间/所需时间
#轮转法比动态优先级简单，直接对着流程图抄上一个函数就好了。
def rr_method(pcbList) : #轮转法
rr_time = random.randint(1,5) #随机产生一个时间片 流程图害人
count = 0
time = 0 #每个进程已经占用的时间片，time<=rr_time
while pcbList[0].state == 0 :
print("这是第%d次时间片"%count)
time += 1
if pcbList[0].dy_prior == pcbList[0].prior :
#首次执行就改变动态优先级，这个参数在这里没啥用，不如废物利用
pcbList[0].starttime = count
pcbList[0].dy_prior = 21 #要保证比随机数大
pcbList[0].state = 1 #状态变更为running
pcbList[0].runtime += 1
pcbList[0].restoftime -= 1
for i in pcbList : # 输出进程情况
i.outSituation_rr()
if pcbList[0].restoftime == 0:
pcbList[0].state = 2
pcbList[0].endtime = count
sort_rr_pcblist(pcbList)
time = 0
else :
pcbList[0].state = 0
if time == rr_time :
time = 0
sort_rr_pcblist(pcbList)
count += 1
#显示进程运行总体情况
print(" 轮转法 总 体 情 况 ")
# 输出完成时进程情况
print("轮转时间片 q = "+str(rr_time))
Turnaround_time = 0 # 总周转时间周转
daiquan_time = 0 # 总带权周转时间
for j in range(len(pcbList)) : #按id顺序输出
for i in pcbList :
if i.id == j :
i.outall_rr()
for i in pcbList : # 计算平均周转时间
Turnaround_time += i.endtime - i.starttime + 1 # 时间从0开始，两个相减就少了一段时间片
daiquan_time += (i.endtime - i.starttime + 1) / i.cputime
print(('平均周转时间：%.2f' + ' 平均带权周转时间%.2f') % (Turnaround_time / len(pcbList), daiquan_time / len(pcbList)))
def main() :
pcbNum = int(input("输入进程数量(4,8)："))
print("请从以下方法中选择一种进程调度方法")
print("（1）动态优先级法 （2）轮转法")
method = int(input())
pcbList = init(pcbNum)
if method == 1 :
dy_prior_method(pcbList)
else :
rr_method(pcbList)
if __name__ == '__main__' :
main()
实验结果
没找到原来的实验报告
动态优先级法
轮转法
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