一、簡介

1.1 背景

在計(jì)算機(jī)科學(xué)領(lǐng)域，進(jìn)程調(diào)度是操作系統(tǒng)中一個(gè)關(guān)鍵的組成部分，它負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)系統(tǒng)中各個(gè)進(jìn)程的執(zhí)行順序，以最大程度地提高系統(tǒng)資源利用率。在這篇博客中，將深入探討基于優(yōu)先級的輪轉(zhuǎn)調(diào)度算法，該算法結(jié)合了進(jìn)程的優(yōu)先級和時(shí)間片輪轉(zhuǎn)的思想，以實(shí)現(xiàn)高效的任務(wù)執(zhí)行。

1.2 目的

本文的主要目的是解釋和分析一個(gè)使用C++編寫的簡單進(jìn)程調(diào)度程序。將詳細(xì)介紹程序的結(jié)構(gòu)和實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)，同時(shí)提供示例以幫助讀者理解基于優(yōu)先級的輪轉(zhuǎn)調(diào)度算法的工作原理。

1.3 代碼概覽

程序需要使用一個(gè)結(jié)構(gòu)體 content 來表示進(jìn)程，包括進(jìn)程名、優(yōu)先級、到達(dá)時(shí)間、需要時(shí)間、已用時(shí)間和進(jìn)程狀態(tài)等信息。主要功能包括增加進(jìn)程、打印結(jié)果以及實(shí)現(xiàn)基于優(yōu)先級的輪轉(zhuǎn)調(diào)度。以下是進(jìn)程調(diào)度程序的框架：

二、進(jìn)程調(diào)度算法概述

2.1 優(yōu)先級調(diào)度算法

優(yōu)先級調(diào)度算法是一種常見的進(jìn)程調(diào)度策略，它根據(jù)進(jìn)程的優(yōu)先級來確定執(zhí)行順序。在我們的程序中，每個(gè)進(jìn)程都被賦予一個(gè)優(yōu)先級 (f)，并根據(jù)該優(yōu)先級進(jìn)行排序。較高優(yōu)先級的進(jìn)程將在較低優(yōu)先級的進(jìn)程之前執(zhí)行。

2.2 輪轉(zhuǎn)調(diào)度算法

輪轉(zhuǎn)調(diào)度算法引入了時(shí)間片的概念，即每個(gè)進(jìn)程被分配的執(zhí)行時(shí)間。在我們的實(shí)現(xiàn)中，用戶可以輸入時(shí)間片的大小，這將影響每個(gè)進(jìn)程的運(yùn)行時(shí)間。當(dāng)一個(gè)進(jìn)程用完它的時(shí)間片后，調(diào)度程序?qū)⑶袚Q到下一個(gè)就緒隊(duì)列中的進(jìn)程，以此類推。

三、代碼詳解

3.1 結(jié)構(gòu)體定義

在程序中，使用一個(gè)名為 content 的結(jié)構(gòu)體來表示每個(gè)進(jìn)程的信息。這個(gè)結(jié)構(gòu)體包含進(jìn)程名 (name)、優(yōu)先級 (f)、到達(dá)時(shí)間 (arrtime)、所需時(shí)間 (needtime)、已用時(shí)間 (gettime) 以及進(jìn)程狀態(tài) (process)。

struct content
{
    string name;     // 進(jìn)程名
    int f;           // 優(yōu)先級
    int arrtime;     // 到達(dá)時(shí)間
    int needtime;    // 所需時(shí)間
    int gettime;     // 已用時(shí)間
    string process;  // 進(jìn)程狀態(tài)
};

這個(gè)結(jié)構(gòu)體的定義來組織和存儲每個(gè)進(jìn)程的相關(guān)信息。

3.2 主菜單函數(shù) (mark)

主菜單函數(shù) mark 用于引導(dǎo)用戶進(jìn)行操作選擇。用戶可以選擇增加進(jìn)程、打印進(jìn)程狀態(tài)，或結(jié)束任務(wù)。該函數(shù)返回用戶的選擇。

int mark()
{
    int pd;
    cout << "增加進(jìn)程并調(diào)度進(jìn)程，請按1\n打印進(jìn)程，請按2\n任務(wù)結(jié)束，請按0" << endl;
    cin >> pd;
    if (pd < 0 || pd > 2)
    {
        return mark();
    }
    return pd;
}

3.3 增加進(jìn)程函數(shù) (add)

增加進(jìn)程函數(shù) add 用于向進(jìn)程數(shù)組中添加新的進(jìn)程。用戶需要輸入進(jìn)程的名稱、優(yōu)先級以及所需時(shí)間。這個(gè)函數(shù)返回一個(gè)標(biāo)志，指示是否繼續(xù)增加進(jìn)程。

int add(struct content a[], int i)
{
    char pd;
    cout << "請輸入進(jìn)程名：";
    cin >> a[i].name;
    cout << "請輸入進(jìn)程的優(yōu)先級：";
    cin >> a[i].f;
    cout << "請輸入進(jìn)程需要的時(shí)間：";
    cin >> a[i].needtime;
    a[i].arrtime = i;        // 設(shè)置到達(dá)時(shí)間
    a[i].gettime = 0;        // 初始化已用時(shí)間
    a[i].process = 'W';      // 初始化進(jìn)程狀態(tài)(等)
    cout << "還要繼續(xù)增加進(jìn)程嗎，是（Y）否（N）";
    cin >> pd;
    if (pd == 'N')
        return 0;
    return 1;
}

函數(shù)允許用戶連續(xù)添加多個(gè)進(jìn)程，直到用戶選擇停止。

3.4 打印結(jié)果函數(shù) (prt)

打印結(jié)果函數(shù) prt 負(fù)責(zé)對進(jìn)程進(jìn)行排序，并根據(jù)優(yōu)先級和到達(dá)時(shí)間打印進(jìn)程狀態(tài)。該函數(shù)還包括遞歸調(diào)用以模擬進(jìn)程的運(yùn)行。

void prt(struct content a[], int n, int time)
{
    // (排序和打印結(jié)果的實(shí)現(xiàn))
    	int i,j,pd=0;
	//排序
	for(i=0;i<=n-1;i++)
	{
		for(j=0;j<=n-i-1;j++)
		{
			if(a[j].f<a[j+1].f||(a[j].f==a[j+1].f&&a[j].arrtime>a[j+1].arrtime))//先根據(jù)優(yōu)先級，后根據(jù)到達(dá)時(shí)間判斷
			{
				struct content temp;
				temp=a[j];
				a[j]=a[j+1];
				a[j+1]=temp;
			}
		}
	}
	a[0].process='R';//改變第一個(gè)進(jìn)程的狀態(tài)（運(yùn)行）
	for(i=0;i<=n;i++)
	{
		if(a[i].gettime<a[i].needtime)
		{
			pd=1;
			break;
		}
	}
	if(pd==0)
	{
		a[0].process='F';//修改最后進(jìn)程完成狀態(tài)
	}	
	cout<<"進(jìn)程名  優(yōu)先級  到達(dá)時(shí)間  需要時(shí)間  已用時(shí)間  進(jìn)程狀態(tài)"<<endl;
	for(i=0;i<=n;i++)
	{
		cout<<a[i].name<<"\t"<<a[i].f<<"\t"<<a[i].arrtime<<"\t  "<<a[i].needtime<<"\t    "<<a[i].gettime<<"\t      "<<a[i].process<<endl;
	}
    if (pd == 0)
    {
        return; // 退出遞歸
    }

    // 修改數(shù)據(jù)
    a[0].f -= 1;
    a[0].gettime += time;
    a[0].process = 'W';

    if (a[0].gettime >= a[0].needtime)
    {
        a[0].f = -1000;
        a[0].gettime = a[0].needtime;
        a[0].process = 'F';
    }

    prt(a, n, time); // 遞歸打印
}

這個(gè)函數(shù)通過遞歸調(diào)用自身，模擬了進(jìn)程的調(diào)度和執(zhí)行過程。在打印結(jié)果時(shí)，它顯示了每個(gè)進(jìn)程的詳細(xì)信息，包括進(jìn)程名、優(yōu)先級、到達(dá)時(shí)間、需要時(shí)間、已用時(shí)間和進(jìn)程狀態(tài)。

3.5 主函數(shù)（main)

int main()
{
    int time;     // 時(shí)間片大小
    int i = -1;    // 記錄進(jìn)程個(gè)數(shù)和到達(dá)時(shí)間
    struct content a[10];

    cout << "請輸入時(shí)間片大?。?;
    cin >> time;

    while (1)
    {
        int pd = mark();  // 主菜單判斷
        if (pd == 0)
            break;  // 退出
        if (pd == 1)
        {
            while (1)
            {
                i++;
                int pd = add(a, i);
                if (pd == 0)
                    break;  // 增加進(jìn)程完畢，退出
            }
        }
        if (pd == 2)
        {
            prt(a, i, time);
            continue;
        }
        prt(a, i, time);
    }
}

3.6 運(yùn)行示例

文章來源地址http://www.zghlxwxcb.cn/news/detail-808871.html

到了這里，關(guān)于【進(jìn)程調(diào)度】基于優(yōu)先級的輪轉(zhuǎn)調(diào)度C++實(shí)現(xiàn)算法的文章就介紹完了。如果您還想了解更多內(nèi)容，請?jiān)谟疑辖撬阉鱐OY模板網(wǎng)以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章，希望大家以后多多支持TOY模板網(wǎng)！