系统把处理机分配给优先权最高的进程,使之执行。但在其执行期间,只要又出现了另一个其优先权更高的进程,进程调度程序就立即停止当前进程(原优先权最高的进程)的执行,重新将处理机分配给新到的优先权最高的进程。
本教程操作环境:windows7系统、C++17版本、Dell G3电脑。
抢占式优先权调度算法
在这种方式下,系统把处理机分配给优先权最高的进程,使之执行。但在其执行期间,只要又出现了另一个其优先权更高的进程,进程调度程序就立即停止当前进程(原优先权最高的进程)的执行,重新将处理机分配给新到的优先权最高的进程。因此,在采用这种调度算法时,是每当系统中出现一个新的就绪进程i 时,就将其优先权Pi与正在执行的进程j 的优先权Pj进行比较。如果Pi≤Pj,原进程Pj便继续执行;但如果是Pi>Pj,则立即停止Pj的执行,做进程切换,使i 进程投入执行。显然,这种抢占式的优先权调度算法能更好地满足紧迫作业的要求,故而常用于要求比较严格的实时系统中,以及对性能要求较高的批处理和分时系统中。
具体代码:
#include <iostream>#include <string>#include <vector>using namespace std;using std::cout;struct PCB { // 进程名 string name; // 到达时间 int arrivetime; // 运行时间 int runtime; // 仍需运行时间 int resttime; // 开始时间 int starttime; // 完成时间 int endtime; // 运行次数 int runcount; // 周转时间 int zhouzhuangtime; // 带权周转时间(周转时间/运行时间) double weightzhouzhuangtime; // 优先级(静态) int priority; PCB *next; };// 进程数int num_process;// 记录所有进程的总时间int totaltime;// 记录所有进程的总带权周转时间double weighttotaltime; PCB *createPCB() { int i; // 定义队首、队尾 PCB *head, *rear; // 初始化 head = rear = NULL; // 临时指针变量 PCB *p; cout<<请输入进程数量:; cin>>num_process; for(i = 0; i < num_process; i++) { // 初始化一个空间给进程 p = new PCB; cout<<请依次输入第<<i+1<<个进程的信息(进程名、优先级、到达时间、运行时间):<<endl; cin>>p->name>>p->priority>>p->arrivetime>>p->runtime; p->resttime = p->runtime; p->runcount = 1; totaltime += p->runtime; p->starttime = 0; p->endtime = 0; p->zhouzhuangtime = 0; p->weightzhouzhuangtime = 0; p->next = NULL; // 存入链表中 if(rear == NULL) { head = p; rear = p; } else { rear->next = p; rear = p; } } return head; }// 链表插入排序PCB *insertSort(PCB *head) { /* 1、先在原链表中以第一个节点为一个有序链表,其余节点为待定节点; 2、从待定节点中取节点,插入到有序链表中相应位置; 3、实际上只有一条链表,在排序中,实际只增加了一个用于指向剩下需要排序节点的头指针。 */ PCB *first;// 为原链表剩下用于直接插入排序的节点头指针 PCB *t; // 临时指针变量:要插入的节点 PCB *p; // 临时指针变量:要插入的位置 PCB *q; // 临时指针变量:指向原链表 first = head->next; head->next = NULL; // 只含有一个节点的链表的有序链表 while(first != NULL) // 遍历剩下的无序链表 { // 无序节点在有序链表中找插入位置p for(t = first, q = head; (q != NULL) && (q->arrivetime < t->arrivetime); p = q, q = q->next); // 无序链表中的节点离开,以便插入到有序链表中 first = first->next; if(q == head)// 插入在第一个节点之前 { head = t; } else// p是q的前驱 { p->next = t; } t->next = q;// 完成插入动作 } return head; }// 获取当前时间段内的进程数量int getCurrentNumOfProcess(PCB *head, int time) { int count = 0; PCB *t;// 临时指针变量,指向链表 t = head; while(t != NULL && t->arrivetime <= time) { count++; t = t->next; } return count; }// 删除当前节点PCB* deletePCB(PCB *head, PCB *t) { PCB *p, *q; p = head; q = p->next; // 删除节点是头节点 if(t == head) { head = head->next; } else { while(q != t)// 跳出循环之后q为该节点,p为前一节点 { p = p->next; q = p->next; } if(t->next == NULL)// 删除节点是尾节点 p->next = NULL; else p->next = q->next; } // 删除 free(t); return head; }// 在头节点后的count个节点中选择优先数最大的返回PCB *findMaxPriority(PCB *head, int count) { int max; PCB *p, *q, *f; q = head; max = q->priority; f = q; while(count > 0) { if(q->priority > max) { max = q->priority; f = q; } count--; q =q->next; } return f; }/* 输出a时间内的特定输出格式,当某一时间段内没有进程工作时,进程名称为0 进程名称.进程工作时间,进程与进程间以|分隔 输入:1 3 2 8 2 2 1 7 3 6 3 12 输出:[0.1|2.1|1.1|3.12|1.7|2.6|0.172] */void print(vector<PCB> vec_output, int a) { for(int i = 0; i < vec_output.size(); i++) { cout<<******************************************<<endl; cout<<进程名:<<vec_output[i].name<<endl; cout<<到达时间:<<vec_output[i].arrivetime<<endl; cout<<开始运行时间: <<vec_output[i].starttime<<endl; cout<<结束运行时间: <<vec_output[i].endtime<<endl; cout<<此次运行时间:<<vec_output[i].endtime - vec_output[i].starttime<<endl; cout<<******************************************<<endl; cout<<endl; cout<<endl; } // 输出周转时间信息,只有进程结束了才输出 int i; for(i = 0; i < vec_output.size()-1; i++) { bool flag = true; for(int j = i+1; j < vec_output.size(); j++) { if(vec_output[j].name == vec_output[i].name) { flag = false; break; } } if(flag) { cout<<进程<<vec_output[i].name<<的周转时间为:<<vec_output[i].zhouzhuangtime<<endl; cout<<进程<<vec_output[i].name<<的带权周转时间为: <<vec_output[i].weightzhouzhuangtime<<endl; cout<<endl; cout<<endl; } } cout<<进程<<vec_output[i].name<<的周转时间为:<<vec_output[i].zhouzhuangtime<<endl; cout<<进程<<vec_output[i].name<<的带权周转时间为: <<vec_output[i].weightzhouzhuangtime<<endl; cout<<endl; cout<<endl; // 输出平均周转时间信息 cout<<平均周转时间:<<totaltime/(double)num_process<<endl; cout<<平均带权周转时间:<<weighttotaltime/(double)num_process<<endl; cout<<endl; cout<<endl; cout<<a<<个时间单位内的执行顺序为:<<endl; cout<<[; if(vec_output[0].starttime > 0) { cout<<0.<<vec_output[0].starttime<<|; } if(vec_output[vec_output.size() - 1].endtime < a) { for(int i = 0; i < vec_output.size(); i++) { cout<<vec_output[i].name<<.<<vec_output[i].endtime - vec_output[i].starttime<<|; // 补全从开始到结束之间没有进程运行项 if(i+1 < vec_output.size() && vec_output[i].endtime != vec_output[i+1].starttime) { cout<<0.<<vec_output[i+1].starttime - vec_output[i].endtime<<|; } } cout<<0.<<a-vec_output[vec_output.size()-1].endtime<<]<<endl; } else if(vec_output[vec_output.size() - 1].endtime == a) { for(int i = 0; i < vec_output.size()-1; i++) { cout<<vec_output[i].name<<.<<vec_output[i].endtime - vec_output[i].starttime<<|; // 补全从开始到结束之间没有进程运行项 if(i+1 < vec_output.size() && vec_output[i].endtime != vec_output[i+1].starttime) { cout<<0.<<vec_output[i+1].starttime - vec_output[i].endtime<<|; } } cout<<vec_output[vec_output.size()-1].name<<.<<vec_output[vec_output.size()-1].endtime - vec_output[vec_output.size()-1].starttime<<]<<endl; } else { for(int i = 0; i < vec_output.size(); i++) { if(vec_output[i].endtime <= a) { cout<<vec_output[i].name<<.<<vec_output[i].endtime - vec_output[i].starttime<<|; // 补全从开始到结束之间没有进程运行项 if(i+1 < vec_output.size() && vec_output[i].endtime != vec_output[i+1].starttime) { cout<<0.<<vec_output[i+1].starttime - vec_output[i].endtime<<|; } } else { cout<<vec_output[i].name<<.<<a - vec_output[i].starttime<<]<<endl; return; } } } }void PCB_MAIN(PCB *head) { head = insertSort(head); int time = 0;// 模拟时间变量 int count;// 当前时间内运行的进程数量 PCB *q; vector<PCB> vec_out;//输出 PCB temp; while(head != NULL) { count = getCurrentNumOfProcess(head, time); if(count == 0) time++; else { /************************************************************************/ /* 抢占式 */ /************************************************************************/ // 找出优先数最大的线程 q = findMaxPriority(head, count); if(q->runcount == 1)// 该进程第一次运行 { q->starttime = time; // 输出信息 temp = *q; temp.endtime = 0; temp.next = NULL; if(vec_out.size() != 0 && vec_out[vec_out.size()-1].endtime == 0) { vec_out[vec_out.size()-1].endtime = temp.starttime; } vec_out.push_back(temp); } ++time; ++q->runcount; --q->resttime; if(q->resttime == 0)// 该进程运行结束 { // 记录结束时间 q->endtime = time; // 计算周转时间 q->zhouzhuangtime = time - q->arrivetime; // 计算带权周转时间 q->weightzhouzhuangtime = q->zhouzhuangtime/(double)q->runtime; weighttotaltime += q->weightzhouzhuangtime; // 输出信息 temp = *q; temp.starttime = 0; temp.next = NULL; if(vec_out[vec_out.size()-1].name == temp.name) { vec_out[vec_out.size()-1].endtime = temp.endtime; vec_out[vec_out.size()-1].zhouzhuangtime = temp.zhouzhuangtime; vec_out[vec_out.size()-1].weightzhouzhuangtime = temp.weightzhouzhuangtime; } else { temp.starttime = vec_out[vec_out.size()-1].endtime; vec_out.push_back(temp); } // 删除该进程 //deletePCB(q); head = deletePCB(head, q); } } } // 输出200时间单位内的执行顺序 print(vec_out, 200); }int main() { PCB *head = NULL; head = createPCB(); PCB_MAIN(head); return 0; }
输出实例
输入:
输出:
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