操作系统实验2时间片轮转和实验3银行家算法

实验二时间片轮转【实验目的】通过这次实验，加深对进程概念的理解，进一步掌握进程状态的转变、进程调度的策略及对系统性能的评价方法。【实验内容】问题描述：设计程序模拟进程的时间片轮转RR调度过程。假设有n个进程分别在T1,…,Tn时刻到达系统，它们需要的服务时间分别为S1,…,Sn。分别利用不同的时间片大小q，采用时间片轮转RR进程调度算法进行调度，计算每个进程的完成时间，周转时间和带权周转时间，并且统计n个进程的平均周转时间和平均带权周转时间。程序要求如下：1）进程个数n；每个进程的到达时间T1,…,Tn和服务时间S1,…,Sn；输入时间片大小q。2）要求时间片轮转法RR调度进程运行，计算每个进程的周转时间，带权周转时间，并且计算所有进程的平均周转时间，带权平均周转时间；3）输出：要求模拟整个调度过程，输出每个时刻的进程运行状态，如“时刻3：进程B开始运行”等等；4）输出：要求输出计算出来的每个进程的周转时间，带权周转时间，所有进程的平均周转时间，带权平均周转时间。源程序在VisualC++6.0中实现//RR算法#include<iostream.h>#include<iomanip.h>#include<stdio.h>#include<conio.h>#include<malloc.h>#include<stdlib.h>typedefintQElemType;#defineOK1#defineERROR0#defineOVERFLOW-1typedefintStatus;typedefstructQNode{ QElemTypedata; structQNode*next;}QNode,*QueuePtr;typedefstruct{ QueuePtrfront; QueuePtrrear;}LinkQueue;StatusInitQueue(LinkQueue&Q);StatusDestroyQueue(LinkQueue&Q);StatusEnQueue(LinkQueue&Q,QElemTypee);intDeQueue(LinkQueue&Q,QElemTypee);boolQueueEmpty(LinkQueue&Q);staticconstintMaxNum=100;intn,q,ArrivalTime[MaxNum],ServiceTime[MaxNum],FinishedTime[MaxNum],WholeTime[MaxNum];doubleWeightWholeTime[MaxNum],Average_WT=0,Average_WWT=0;LinkQueueQ;voidRR(int*ArrivalTime,int*ServiceTime,intn,intq,LinkQueue&Q);voidmain(){cout<<"请输入进程总数n的值(0<n<=100):"<<endl;cin>>n;while(n<0||n>100){ cout<<"你输入的n的值不正确，请重新输入！"<<endl; cin>>n;}cout<<"请依次输入各个进程的到达时间："<<endl;for(inti=0;i<n;i++)cin>>ArrivalTime[i];cout<<"请依次输入各个进程的服务时间："<<endl;for(i=0;i<n;i++)cin>>ServiceTime[i];cout<<"请输入时间片q的值(0<q<=200):"<<endl;cin>>q;while(q<0||q>200){ cout<<"你输入的q值不正确，请重新输入！"<<endl; cin>>q;}RR(ArrivalTime,ServiceTime,n,q,Q);//调用RR算法}//RR算法的具体实现voidRR(int*ArrivalTime,int*ServiceTime,intn,intq,LinkQueue&Q){intcountTime=0,e;intSTime[MaxNum],pushed[MaxNum];for(inti=0;i<n;i++){STime[i]=ServiceTime[i];pushed[i]=0;}InitQueue(Q);EnQueue(Q,0);pushed[0]=1;inttime=0;while(QueueEmpty(Q)==false){ e=DeQueue(Q,e); if(STime[e]>q) {STime[e]=STime[e]-q; countTime+=q;} else {countTime+=STime[e];STime[e]=0;FinishedTime[e]=countTime; } while(time<countTime){ if(STime>0){ cout<<"时刻"<<setw(2)<<time<<":进程"<<e<<"正在运行"<<endl; } time++; } for(i=1;i<n;i++) { if(STime!=0&&i!=e&&ArrivalTime[i]<countTime&&pushed[i]==0||STime!=0&&i!=e&&ArrivalTime[i]==countTime) { EnQueue(Q,i);pushed[i]=1; } } if(STime[e]>0)//判断进程e是否已执行完 { EnQueue(Q,e); } }for(i=0;i<n;i++){//求周转时间和带权周转时间 WholeTime[i]=FinishedTime[i]-ArrivalTime[i]; WeightWholeTime[i]=(double)(WholeTime[i]*1.000000/ServiceTime[i]);Average_WT+=WholeTime[i]; Average_WWT+=WeightWholeTime[i];}Average_WT/=n;//求平均周转时间Average_WWT/=n;//求平均带权周转时间//----------------输出----------------cout<<"完成:"<<"";for(i=0;i<n;i++)cout<<setw(8)<<FinishedTime[i]<<"";cout<<endl;cout<<"周转:"<<"";for(i=0;i<n;i++)cout<<setw(8)<<WholeTime[i]<<"";cout<<endl;cout<<"带权："<<"";for(i=0;i<n;i++)cout<<setw(8)<<setiosflags(ios::fixed)<<setprecision(2)<<WeightWholeTime[i]<<"";cout<<endl;cout<<"平均周转时间为："<<Average_WT<<endl;cout<<"平均带权周转时间为:"<<Average_WWT<<endl;DestroyQueue(Q);}//初始化链队列QStatusInitQueue(LinkQueue&Q){ Q.front=Q.rear=(QueuePtr)malloc(sizeof(QNode)); if(!Q.front)exit(OVERFLOW); Q.front->next=NULL; returnOK;}//销毁链队列QStatusDestroyQueue(LinkQueue&Q){ while(Q.front){ Q.rear=Q.front->next; free(Q.front); Q.front=Q.rear; } returnOK;}//入队StatusEnQueue(LinkQueue&Q,QElemTypee){QueuePtr p=(QueuePtr)malloc(sizeof(QNode)); if(!p)exit(OVERFLOW); p->data=e;p->next=NULL; Q.rear->next=p; Q.rear=p; returnOK;}//出队，并用e返回出队节点的元素值intDeQueue(LinkQueue&Q,QElemTypee){ QueuePtrp; if(Q.front==Q.rear)returnERROR; p=Q.front->next; e=p->data; Q.front->next=p->next; if(Q.rear==p){Q.rear=Q.front;} free(p); returne;}//判断链队列Q是否为空boolQueueEmpty(LinkQueue&Q){ if(Q.front==Q.rear) returntrue; elsereturnfalse;}实例运行截图实验三银行家算法【实验目的】通过这次实验，加深对进程死锁的理解，进一步掌握进程资源的分配、死锁的检测和安全序列的生成方法。【实验内容】问题描述：设计程序模拟预防进程死锁的银行家算法的工作过程。假设有系统中有n个进程P1,…,Pn，有m类可分配的资源R1,…,Rm，在T0时刻，进程Pi分配到的j类资源为Allocationij个，它还需要j类资源Needij个，系统目前剩余j类资源Workj个，现采用银行家算法进行进程资源分配预防死锁的发生。程序要求如下：1）判断当前状态是否安全，如果安全，给出安全序列；如果不安全给出理由。2）对于下一个时刻T1，某个进程Pk会提出请求Request(R1,…,Rm)，判断分配给Pk进程请求的资源之后。3）输入：进程个数n，资源种类m，T0时刻各个进程的资源分配情况（可以运行输入，也可以在程序中设置）；4）输出：如果安全输出安全的进程序列，不安全提示信息。源程序在VisualC++6.0中实现#include<stdio.h>#include<stdlib.h>/*----------------------常量定义--------------------*/#defineF0#defineT1#definen5//进程数量#definem3//资源种类数量/*--------------------------------------------------*//*--------------------数据结构定义------------------*/intAvailable[m]={3,5,2};//可用资源intWork[m];//工作向量intFinish[n];//用以判断系统是否有足够资源分给相应进程voidRecycle();//若进程运行完资源回收intbackDos();//判断所有进程是否运行完，完后返回操作系统/*--------------------------------------------------*//*-----------------------进程-----------------------*/structPCB{intflag;//状态标志，是否运行完intMax[m];//资源最大需求量intAllocation[m];//已分配资源intNeed[m];//还需要的资源intRequest[m];//请求资源量}P[n];/*-----------------------函数声明--------------------*/inttryAdminister(intnum);//试分配voidsafeCheck(intnum);//安全性检查voidPrint();//状态输出/*主函数(只需改变n、m和下面的初始数组便可形成新的进程量，资源量和状态)*/intmain(){inti,j,num;inttotal[n][m]={{4,3,1},{3,3,2},{4,1,7},{7,4,3},{5,3,3}};inthave[n][m]={{0,2,1},{1,0,1},{0,1,3},{3,2,1},{0,2,0}};intwant[n][m]={{4,1,0},{2,3,1},{4,0,4},{4,2,2},{5,1,3}};for(i=0;i<n;i++)//初始化进程资源分配状态for(j=0;j<m;j++){P[i].flag=F;P[i].Max[j]=total[i][j];P[i].Allocation[j]=have[i][j];P[i].Need[j]=want[i][j];}Print();//状态输出while(scanf("%d",&num)!=EOF){printf("输入进程%d对这三类资源的需求向量(用空格隔开):\n",num); scanf("%d%d%d",&P[num].Request[0],&P[num].Request[1],&P[num].Request[2]); if(&P[num].Request[0]<0||&P[num].Request[1]<0||&P[num].Request[2]<0){ printf("非法请求!\n\n"); returnF; }if(tryAdminister(num)==T)safeCheck(num);Recycle();//资源回收if(backDos()==T)//所有进程完则返回操作系统return0;Print();}return0;}/*--------------------------------------------------------------------*//*----------------------------试分配函数-----------------------------*/inttryAdminister(intnum)//试分配{intj;for(j=0;j<m;j++)if(P[num].Request[j]>P[num].Need[j]){printf("非法请求!\n\n");returnF;}elseif(P[num].Request[j]>Available[j]){printf("%d号资源不够,无法分配，进程%d等待。\n\n",j,num);returnF;}for(j=0;j<m;j++){Available[j]=Available[j]-P[num].Request[j];P[num].Allocation[j]=P[num].Allocation[j]+P[num].Request[j];P[num].Need[j]=P[num].Need[j]-P[num].Request[j];}returnT;}/*-------------------------------安全性检查函数-------------------------------*/voidsafeCheck(intnum){inti,j;intl[n],k;//安全序列for(j=0;j<m;j++)//初始化工作向量Work[j]=Available[j];for(i=0;i<n;i++)//初始化判断向量{Finish[i]=F;l[i]=0;}k=0;for(i=0;i<n;i++){if(Finish[i]==F){for(j=0;j<m;j++)if(P[i].Need[j]>Work[j])break;if(j==m)//如果分配成功{for(j=0;j<m;j++)Work[j]=Work[j]+P[i].Allocation[j];Finish[i]=T;l[k]=i;k++;//安全序列i=-1;//就重新查找下一个可分配成功的进程}}}for(i=0;i<n;i++)if(Finish[i]==F){printf("分配不成功，系统将处于不安全状态.\n\n");for(j=0;j<m;j++)//若分配不成功将进程num恢复到初始时刻状态{Available[j]=Available[j]+P[num].Request[j];P[num].Allocation[j]=P[num].Allocation[j]-P[num].Request[j];P[num].Need[j]=P[num].Need[j]+P[num].Request[j];}break;}if(i==n){printf("系统安全，一个进程安全序列如下:\n");for(i=0;i<n;i++)if(i!=n-1)printf("P%d——>",l[i]);elseprintf("P%d\n\n",l[i]);}}/*------------------------------------状态输出-----------------------------*/voidPrint(){inti;printf("此时资源分配情况：\n");printf("********************************************************************\n");printf("\t最大需求\t已分配\t\t需要分配\t可用资源\n");for(i=0;i<n;i++)//输出进程资源分配状态{printf("P%d\t%d%d%d\t\t",i,P[i].Max[0],P[i].Max[1],P[i].Max[2]);printf("%d%d%d\t\t",P[i].Allocation[0],P[i].Allocation[1],P[i].Allocation[2]);printf("%d%d%d\t\t",P[i].Need[0],P[i].Need[1],P[i].Need[2]);if(i==0)pr