# 操作系统-时间片轮转调度算法模拟

**Repository Path**: atjyb/process-schedule-simulator

## Basic Information

- **Project Name**: 操作系统-时间片轮转调度算法模拟
- **Description**: 长江大学计算机科学学院操作系统课程设计
- **Primary Language**: Java
- **License**: MulanPSL-2.0
- **Default Branch**: master
- **Homepage**: None
- **GVP Project**: No

## Statistics

- **Stars**: 1
- **Forks**: 0
- **Created**: 2023-05-26
- **Last Updated**: 2023-12-01

## Categories & Tags

**Categories**: Uncategorized

**Tags**: None

## README

# 操作系统-时间片轮转调度算法模拟

#### 介绍
长江大学计算机科学学院操作系统课程设计

#### 软件架构
软件架构说明
《操作系统原理》课程设计
--进程调度模拟程序

一、课程设计目的
《操作系统原理》是计算机科学与技术专业的一门专业核心课程，也是研究生入学考试中计算机专业综合中所涉及的内容。该课程理论性强，纯粹的理论学习相对枯燥乏味，不易理解。通过课程设计，可加强学生对原理知识的理解。
二、课程设计的任务和要求 
本次课程设计的题目是，时间片轮转调度算法的模拟实现。要求在充分理解时间片轮转调度算法原理的基础上，编写一个可视化的算法模拟程序。
具体任务如下：
1、根据需要，合理设计PCB结构，以适用于时间片轮转调度算法；
2、设计模拟指令格式，并以文件形式存储，程序能够读取文件并自动生成指令序列。
3、根据文件内容，建立模拟进程队列，并能采用时间片轮转调度算法对模拟进程进行调度。
任务要求：
1、进程的个数，进程的内容（即进程的功能序列）来源于一个进程序列描述文件。
2、需将调度过程输出到一个运行日志文件。
3、开发平台及语言不限（尽量避免使用python）。
4、要求设计一个Windows可视化应用程序。
三、模拟程序的描述：
模拟指令的格式：操作命令+操作时间
● C ： 表示在CPU上计算
● I ： 表示输入
● O ： 表示输出
● W ： 表示等待
● H ： 表示进程结束
操作时间代表该操作命令要执行多长时间（时间片个数）。这里假设I/O设备的数量没有限制，I和O设备都只有一类。
I，O，W三条指令实际上是不占有CPU的，执行这三条指令就应该将进程放入对应的等待队列（输入等待队列，输出等待队列 ，其他等待队列）。
例如，有一虚拟程序文件prc.txt描述如下，其中，指令后面的数值代表该指令需要执行的时间片个数，如C10，代表需要计算10个时间片：
P1
C10
I20
C40
I30
C20
O30
H00
P2
I10
C50
O20
H00
P3
C10
I20
W20
C40
O10
H00................
四、实验报告要求
除了编程实现设计的要求，在运行调试完成后，要书写出课程设计报告，总结归纳课设的各个方面，锻炼自己实践和总结报告的能力。课设报告正文部分不得少于5000字，要图文并茂。
课设报告的封面封底及参考目录见“操作系统课程设计报告封面目录封底.doc”。
五、参考资料 
1. 汤小丹.计算机操作系统[M]
2. 严蔚敏.数据结构[M] 
六、部份参考代码及界面 
进程队列及结构图（仅供参考）：

图1 PCB结构及队列模型
1. C++参考类：
enum InstructionSet {INPUT,OUTPUT,WAIT,HALT,CALC};
//指令类
class CInstruction  
{
	friend class COsTestDlg;
	friend class PCB;
public:
	CInstruction()
	{
	}

	~CInstruction()
	{
	}

	CInstruction(InstructionSet iid,int rt)
	{
		m_nInstructionID=iid;
		m_nRunTime=rt;
	}
	
private:
	CInstruction* m_pNextInstruction;//用于链接一个进程的所有指令成为链表（指令序列）
	int m_nRunTime;//本指令需要运行的时间长度（时间片个数）
	InstructionSet m_nInstructionID;//指令类型标识

};

//进程控制块类
class PCB  
{
	friend class COsTestDlg;
public:
	PCB()
	{
		m_nPID=0;
		m_csProcessName="";
		m_nRemainedTime=0;//
		m_pRuningInstruction=NULL;

		m_pInstructionList=NULL;
		m_pNextPCB=NULL;

	}

	//构造或创建一个进程
	PCB(int pid,CString pname)
	{
		m_nPID=pid;
		m_csProcessName=pname;
		m_nRemainedTime=0;//
		m_pRuningInstruction=NULL;
		
		m_pInstructionList=NULL;
		m_pNextPCB=NULL;
		
	}
	
	~PCB()
	{
		CInstruction* pTemp;
		while(m_pInstructionList)
		{
			m_pInstructionList=m_pInstructionList->m_pNextInstruction;
			pTemp=m_pInstructionList;
			delete pTemp;
			
		}
	}
	//本进程添加一条指令
	void AppendInstruction(CInstruction* pInstruction)
	{
		CInstruction* pTempInstruction;
		if(m_pInstructionList==NULL)
		{
			//empty
			m_pInstructionList=pInstruction;
		}
		else
		{
			//more than one node
			pTempInstruction = m_pInstructionList;
			while(pTempInstruction->m_pNextInstruction!=NULL)
				pTempInstruction=pTempInstruction->m_pNextInstruction;
			pTempInstruction->m_pNextInstruction=pInstruction;
		}
		
	}

private:
	PCB* m_pNextPCB;					//进程队列的指针
	int m_nPID;							//进程标识符 
	CString m_csProcessName;			//进程名字
	int m_nRemainedTime;				//当前运行指令运行还需要的时间
	CInstruction* m_pRuningInstruction;	//指向正在运行或将要运行的指令
	CInstruction* m_pInstructionList;	//指向本进程的指令序列（线性表）的第一条指令
};

	PCB* m_pReadyPCBs;//就绪队列
	PCB* m_pBackupReadyPCBs;//后备就绪队列
	PCB* m_pInputWaittingPCBs;//输入等待队列
	PCB* m_pOutputWaittingPCBs;//输出等待队列
	PCB* m_pPureWaittingPCBs;//其他等待队列
	int m_nTimeSlice;//时间片大小
	
	void LoadPCBs(CString csFileName);//从文件中加载要试验的进程信息
	
	void RemoveProcess(PCB* pPCB);//删除进程
	void DoSchedule();
	void RunOneTimeRange(PCB* pPCB,int nTime);//运行一个时间段
	void TreadWaittingQueue(PCB* pWaittingPCBs);//处理某个等待队列，适时将完成进程移出到后备就绪队列。
	void TreadAllWaittingQueues();
	void AppendReadyQueue(PCB* pPCB);//pPCB所指节点添加到就绪队尾
	void AppendBackupReadyQueue(PCB* pPCB);//pPCB所指节点添加到后备就绪队尾
	void AppendWaitQueue(PCB* pPCB);//pPCB所指节点添加到等待队尾
	void AppendInputQueue(PCB* pPCB);//pPCB所指节点添加到Input队尾
	void AppendOutputQueue(PCB* pPCB);//pPCB所指节点添加到Output队尾
2. C#参考类及参考demo
public class PCB
    {        
        public string PName;    //进程名称
        public List<Instructions> PInstructions;   //进程中的指令列表
        public int CurrentInstruction;        //当前运行指令索引
        public PCB()
        {
            PInstructions = new List<Instructions>();
        }
}

public class Instructions
    {
        public char IName;           //指令类型
        public double IRuntime;   //指令运行时间
        public double IRemainTime;  //指令剩余运行时间
        
}
//各类队列
AllQue = new List<PCB>();
ReadyQue = new List<PCB>();
BackupReadyQue = new List<PCB>();
InputQue = new List<PCB>();
OutputQue = new List<PCB>();
WaitQue = new List<PCB>();

图2 打开文件

图3 调度过程

注1：图中的时间片大小指的是单位时间片对应的毫秒数，如图中所示值500，代表一个时间片的长度为500ms，对应C#中timer控件的Interval属性值。而指令C10代表计算10个时间片，按照前述设置，实际运行时共需500*10=5000ms。
注2：图中的就绪队列和后备就绪队列可以合并为一个，相应数据结构也可合并。
							


#### 安装教程

1.  xxxx
2.  xxxx
3.  xxxx

#### 使用说明

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2.  xxxx
3.  xxxx

#### 参与贡献

1.  Fork 本仓库
2.  新建 Feat_xxx 分支
3.  提交代码
4.  新建 Pull Request


#### 特技

1.  使用 Readme\_XXX.md 来支持不同的语言，例如 Readme\_en.md, Readme\_zh.md
2.  Gitee 官方博客 [blog.gitee.com](https://blog.gitee.com)
3.  你可以 [https://gitee.com/explore](https://gitee.com/explore) 这个地址来了解 Gitee 上的优秀开源项目
4.  [GVP](https://gitee.com/gvp) 全称是 Gitee 最有价值开源项目，是综合评定出的优秀开源项目
5.  Gitee 官方提供的使用手册 [https://gitee.com/help](https://gitee.com/help)
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