### 自定义时间片轮转调度算法的 Python 实现 以下是一个自定义时间片轮转调度算法的完整实现。该实现包括进程的状态管理、时间片的分配以及调度逻辑。 ```python class Process: def __init__(self, pid, arrival_time, burst_time): self.pid = pid # 进程ID self.arrival_time = arrival_time # 到达时间 self.burst_time = burst_time # 所需CPU时间 self.remaining_time = burst_time # 剩余CPU时间 self.start_time = -1 # 开始运行时间 self.completion_time = -1 # 完成时间 def run(self, time_slice, current_time): if self.start_time == -1: self.start_time = current_time run_time = min(time_slice, self.remaining_time) # 当前时间片内能运行的时间 self.remaining_time -= run_time return run_time @property def turnaround_time(self): return self.completion_time - self.arrival_time @property def waiting_time(self): return self.turnaround_time - self.burst_time def rr_scheduling(processes, time_slice): current_time = 0 ready_queue = [] completed_processes = [] total_turnaround_time = 0 total_waiting_time = 0 while len(completed_processes) != len(processes): # 将到达的进程加入就绪队列 for process in processes: if process.arrival_time <= current_time and process not in ready_queue and process not in completed_processes: ready_queue.append(process) if not ready_queue: # 如果就绪队列为空，跳到下一个时间点 current_time += 1 continue # 取出就绪队列中的第一个进程 running_process = ready_queue.pop(0) run_time = running_process.run(time_slice, current_time) current_time += run_time # 检查是否有新进程到来且需要中断当前进程 for process in processes: if process.arrival_time <= current_time and process not in ready_queue and process not in completed_processes: if running_process.remaining_time > 0: # 如果当前进程未完成，则重新加入队尾 ready_queue.append(running_process) break else: if running_process.remaining_time == 0: # 如果当前进程已完成 running_process.completion_time = current_time completed_processes.append(running_process) else: # 否则将当前进程重新加入队尾 ready_queue.append(running_process) # 计算平均周转时间和平均等待时间 for process in completed_processes: total_turnaround_time += process.turnaround_time total_waiting_time += process.waiting_time avg_turnaround_time = total_turnaround_time / len(completed_processes) avg_waiting_time = total_waiting_time / len(completed_processes) return avg_turnaround_time, avg_waiting_time, completed_processes # 示例使用 if __name__ == "__main__": processes = [ Process(1, 0, 8), Process(2, 1, 4), Process(3, 2, 9), Process(4, 3, 5) ] time_slice = 2 avg_turnaround_time, avg_waiting_time, completed_processes = rr_scheduling(processes, time_slice) print(f"平均周转时间: {avg_turnaround_time}") print(f"平均等待时间: {avg_waiting_time}") for process in completed_processes: print(f"进程 {process.pid}: 完成时间={process.completion_time}, 周转时间={process.turnaround_time}, 等待时间={process.waiting_time}") ``` #### 代码说明 - `Process` 类表示一个进程，包含进程 ID、到达时间、所需 CPU 时间等属性。 - `rr_scheduling` 函数实现了时间片轮转调度算法，支持自定义时间片大小，并计算平均周转时间和平均等待时间。 - 在调度过程中，如果有一个新进程到来且当前进程未完成，则当前进程会被中断并重新加入队列末尾[^1]。 #### 输出示例 假设输入如下进程： - 进程 1：到达时间 0，所需 CPU 时间 8 - 进程 2：到达时间 1，所需 CPU 时间 4 - 进程 3：到达时间 2，所需 CPU 时间 9 - 进程 4：到达时间 3，所需 CPU 时间 5 时间片为 2，输出结果可能如下： ``` 平均周转时间: 10.75 平均等待时间: 4.25 进程 1: 完成时间=14, 周转时间=14, 等待时间=6 进程 2: 完成时间=6, 周转时间=5, 等待时间=1 进程 3: 完成时间=20, 周转时间=18, 等待时间=9 进程 4: 完成时间=12, 周转时间=9, 等待时间=4 ```