一、实验名称：处理机调度           

二、实验目的与要求

目的：通过本实验加深理解有关进程控制块、进程队列的概念，并体会和了解有关调度算法的基本原理。

要求：设计一个对N个并发的进程实现处理机调度的程序，调度算法可选用先来先服务、最高优先数、轮转法等任一种。

三、实验内容

•    在采用多道程序设计的系统中，往往有若干个进程同时处于就绪状态。当就绪进程个数大于处理器数时，就必须依照某种策略来决定哪些进程优先占用处理器。本实验模拟在单处理器情况下的处理器调度，调度的策略采用先来先服务调度算法。

•    通过该程序可以了解OS中进程的几种状态，以及基本的调度进程的策略。

•    假定系统的并发度为五（最多可以创建5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：

•    其中，进程名——作为进程的标识；

要求运行时间——假设进程需要运行的单位时间数；

状态——可假设有三种状态，“就绪”状态、“阻塞”状态和“结束”状态。新创建进程的初始状态都为“就绪”，用“R”表示，当一个进程运行结束后，它的状态为“结束”，用“E”表示，“阻塞”状态的进程用“B”表示。

指针——用指针指出下一个进程具有相同状态的进程控制块的首地址；

•    系统可以设置两个队列(就绪，堵塞)。

•    设计时通过控制台输入命令，如

New:新建进程，则增加一个pcb到就绪队列；

Run(finish):运行进程，则从就绪队列头部删除一进程并投入运行，显示运行状态，并顺利结束；

Run(wait):运行后堵塞，从就绪队列头部删除一进程并投入运行，显示运行1个时间单位后又堵塞，并将此进程加入到堵塞队列尾部；

Signal:唤醒进程，从堵塞队列头部将堵塞的进程加入到就绪队列尾部；

                Show显示所有进程的进程控制块PCB的信息。

代码实现：

#include <iostream>
#include <cstring>
#include <windows.h>
using namespace std;
const int READY = 1;  // 就绪
const int RUN =2; //运行
const int END = 3;  // 结束
const int BLOCK=4;  // 阻塞

typedef struct node { //进程控制块PCB
	string Name;
	int Runtime;
	int Status = READY;
	struct node *next=NULL;
} PCB;

PCB*ready_head=new PCB,*ready_tail=NULL,*block_head=new PCB,*block_tail=NULL;//就绪队列，阻塞队列

void New() {
	cout<<"------新建进程------"<<endl;
	PCB *process = new PCB;
	if(ready_head->next ==NULL) {
		ready_head->next = process;
	} else {
		ready_tail->next=process;
	}
	cout<<" 输入线程的名称：";
	cin>>process->Name;
	cout<<" 输入线程的运行时间：";
	cin>>process->Runtime;
	ready_tail=process;
	cout<<" 进程创建成功！"<<endl;
	cout<<endl;
}
void Run_finish() {
	if (ready_head->next ==NULL) {
		cout<<" 就绪队列为空！"<<endl;
		return;
	}
	PCB* del=ready_head->next;
	ready_head->next=ready_head->next->next;
	cout<<endl<<" 进程 "<<del->Name<<" 运行完毕."<<endl;
	delete del;
}
void Run_wait() {
	if(ready_head->next ==NULL) {
		cout<<" 就绪队列为空！"<<endl;
		return;
	}
	PCB* process=ready_head->next;
	ready_head->next=ready_head->next->next;
	cout<<" 进程 "<<process->Name<<" 运行一个时间单位"<<endl;
	process->Runtime--; 
	process->Status=BLOCK;
	cout<<" 该进程阻塞..."<<endl;
	if(block_head->next==NULL) {
		block_head->next=process;
	} else {
		block_tail->next=process;
	}
	block_tail=process;
	block_tail->next=NULL;
	cout<<" 进程阻塞成功!"<<endl;
}

void Signal() {
	if(block_head==NULL) {
		cout<<" 阻塞队列为空！"<<endl;
		return;
	}
	PCB *process=block_head->next;
	block_head->next=block_head->next->next;
	if(ready_head->next==NULL) {
		ready_head->next=process;
	} else {
		ready_tail->next=process;
	}
	process->Status=READY;
	ready_tail=process;
	process->next=NULL;
	cout<<process->Name<<"进程唤醒成功！"<<endl;
}

void Show() { /*输出队列信息*/
	PCB*p;
	p=ready_head->next;
	cout<<"进程名	cpu_time	状态"<<endl;
	while(p!=NULL) {
		cout<<p->Name<<"	"<<p->Runtime<<"		";
		if(p->Status==1) {
			cout<<"READY"<<endl;
		} else if(p->Status==2) {
			cout<<"RUN"<<endl;
		} else if(p->Status==3) {
			cout<<"END"<<endl;
		} else {
			cout<<"BLOCK"<<endl;
		}
		p=p->next;
	}
	p=block_head->next;
	while(p!=NULL) {
		cout<<p->Name<<"	"<<p->Runtime<<"		";
		if(p->Status==1) {
			cout<<"READY"<<endl;
		} else if(p->Status==2) {
			cout<<"RUN"<<endl;
		} else if(p->Status==3) {
			cout<<"END"<<endl;
		} else {
			cout<<"BLOCK"<<endl;
		}
		p=p->next;
	}
} 
int main() {
	while(true) {
		cout<<"***************欢迎来到先来先服务调度算法***************"<<endl;
		cout<<"                1.创建进程"<<endl;
		cout<<"                2.运行并结束进程"<<endl;
		cout<<"                3.运行后阻塞"<<endl;
		cout<<"                4.唤醒进程"<<endl;
		cout<<"                5.打印进程信息"<<endl;
		cout<<"                q.退去"<<endl;
		cout<<"********************************************************"<<endl;
		cout<<"请输入您的选择："<<endl;
		string cmd;
		cin>>cmd;
		if(cmd=="1") {
			New();
		} else if(cmd=="2") {
			Run_finish();
		} else if(cmd=="3") {
			Run_wait();
		} else if(cmd=="4") {
			Signal();
		} else if(cmd=="5") {
			Show();
		} else if (cmd=="q") {
			break;
		} else {
			cout<<"错误输入！"<<endl;
		}
	}
	return 0;
}

实验结果：

1. 创建进程：实验截图(已创建p1为例)，创建了p1,p2,p3

 2. 运行并结束进程：实验截图

 3. 运行后阻塞：实验截图

 4. 唤醒进程：实验截图