优先级调度的 C++ 程序
c++server side programmingprogramming更新于 2024/10/5 4:07:00
我们给定 n 个进程，即 P1、P2、P3、.......、Pn，以及它们对应的突发时间和与每个进程相关的优先级。任务是使用优先级 CPU 调度算法查找平均等待时间、平均周转时间和进程执行顺序。
什么是等待时间和周转时间?
周转时间是进程提交和完成之间的时间间隔。
周转时间 = 进程完成 – 进程提交
等待时间是周转时间和突发时间之间的差值
等待时间 = 周转时间 –突发时间
什么是优先级调度?
在优先级调度中，每个进程都与一个优先级相关联，优先级范围从 0 到 10，其中整数 0 表示最低优先级，10 表示最高优先级。优先级可以用两种方式定义，即内部和外部。此外，优先级调度可以是抢占式的，也可以是非抢占式的。
在抢占式优先级调度中，如果新到达的进程的优先级高于正在执行的进程的优先级，调度程序将抢占 CPU。
在非抢占式优先级调度中，调度程序会将新进程排在就绪队列的头部。
使用优先级调度算法的缺点是无限期的阻塞或饥饿。将会有一个低优先级进程，由于高优先级进程，该进程可能需要无限期地等待资源，这将导致饥饿问题。
示例
假设有 4 个进程 P1、P2、P3 和 P4，每个进程都有相应的突发时间和优先级，其中 0 代表最低优先级，10 代表最高优先级。
| 进程 | 突发时间 | 优先级 |
|---|---|---|
| P1 | 15 | 2 |
| P2 | 13 | 0 |
| P3 | 10 | 4 |
| P4 | 11 | 1 |
将使用下面给出的甘特图表示执行多个进程的顺序
算法
开始
步骤 1-> 创建一个结构体 Process，其中包含变量 pid、bt、priority
步骤 2-> 在函数 bool compare(Process a, Process b) 中
返回 (a.priority > b.priority)
步骤 3-> 在函数 waitingtime(Process pro[], int n, int wt[]) 中
设置 wt[0] = 0
循环 For i = 1 and i < n and i++
设置 wt[i] = pro[i-1].bt + wt[i-1]
结束
步骤 4->在函数 turnarround( Process pro[], int n, int wt[], int tat[]) 中
循环 For i = 0 and i < n and i++
设置 tat[i] = pro[i].bt + wt[i]
结束循环
步骤 5-> 在函数 avgtime(Process pro[], int n) 中
声明并初始化 wt[n]、tat[n]、total_wt = 0、total_tat = 0
调用函数 waitingtime(pro, n, wt)
调用函数 turnarround(pro, n, wt, tat)
打印"进程、突发时间、等待时间、周转时间"
循环 i=0 和 i<n 和 i++
设置 total_wt = total_wt + wt[i]
total_tat = total_tat + tat[i]
结束循环
打印"进程、突发时间、等待时间、周转时间"的值
打印平均等待时间、平均周转时间
步骤 6-> 在函数 scheduling(Process pro[], int n) 中
调用函数 sort(pro, pro + n, compare)
循环 For i = 0 and i < n and i++
打印顺序。
结束循环
调用函数 avgtime(pro, n)
步骤 7-> 在函数 int main() 中
声明并初始化 Process pro[] = {{1, 10, 2}, {2, 5, 0}, {3, 8, 1}}
声明并初始化 n = sizeof pro / sizeof pro[0]
调用函数 scheduling(pro, n)
停止
示例
#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;
struct Process {
int pid; // 进程 ID
int bt; // 所需 CPU 突发时间
int priority; // 此进程的优先级
};
// 根据优先级对进程进行排序
bool compare(Process a, Process b) {
return (a.priority > b.priority);
}
void waitingtime(Process pro[], int n, int wt[]) {
// 进程的初始等待时间为 0
wt[0] = 0;
// 计算等待时间
for (int i = 1; i < n ; i++ )
wt[i] = pro[i-1].bt + wt[i-1] ;
}
// 计算周转时间的函数
void turnarround( Process pro[], int n, int wt[], int tat[]) {
// 通过添加计算周转时间
// bt[i] + wt[i]
for (int i = 0; i < n ; i++)
tat[i] = pro[i].bt + wt[i];
}
//计算平均时间的函数
void avgtime(Process pro[], int n) {
int wt[n], tat[n], total_wt = 0, total_tat = 0;
//查找所有进程等待时间的函数
waitingtime(pro, n, wt);
//查找所有进程周转时间的函数
turnarround(pro, n, wt, tat);
//显示进程及其所有详细信息
cout << "\n进程 "<< " 爆发时间 " << "等待时间 << &" 周转时间\n&";;
// 计算总等待时间和总周转时间
// 周转时间
for (int i=0; i<n; i++) {
total_wt = total_wt + wt[i];
total_tat = total_tat + tat[i];
cout << &" &" << pro[i].pid << &"\t\t&" << pro[i].bt << &"\t &" << wt[i] << "\t\t " << tat[i] <<endl;
}
cout << "\n平均等待时间 = " << (float)total_wt / (float)n;
cout << "\n平均周转时间 = " << (float)total_tat / (float)n;
}
void scheduling(Process pro[], int n) {
// 按优先级对进程进行排序
sort(pro, pro + n, compare);
cout<< "进程执行的顺序 \n";
for (int i = 0 ; i < n; i++)
cout << pro[i].pid <<" " ;
avgtime(pro, n);
}
// main 主函数
int main() {
Process pro[] = {{1, 10, 2}, {2, 5, 0}, {3, 8, 1}};
int n = sizeof pro / sizeof pro[0];
scheduling(pro, n);
return 0;
}
输出
进程执行的顺序 1 3 2 进程 爆发时间 等待时间 周转时间 1 10 0 10 3 8 10 18 2 5 18 23 平均等待时间 = 9.33333 平均周转时间 = 17
