操作系统实验二 进程管理Word文档格式.docx

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进程调度

I/O请求

由于多个程序并发执行，各程序需要轮流使用CPU，当某程序不在CPU上运行时，必须保留其被中断的程序的现场，包括：

断点地址、程序状态字、通用寄存器的内容、堆栈内容、程序当前状态、程序的大小、运行时间等信息，以便程序再次获得CPU时，能够正确执行。

为了保存这些内容，需要建立—个专用数据结构，我们称这个数据结构为进程控制块PCB（ProcessControlBlock）。

进程控制块是进程存在的惟一标志，它跟踪程序执行的情况，表明了进程在当前时刻的状态以及与其它进程和资源的关系。

当创建一个进程时，实际上就是为其建立一个进程控制块。

在通常的操作系统中，PCB应包含如下一些信息：

1进程标识信息。

为了标识系统中的各个进程，每个进程必须有惟一的标识名或标识数。

②位置信息。

指出进程的程序和数据部分在内存或外存中的物理位置。

③状态信息。

指出进程当前所处的状态，作为进程调度、分配CPU的依据。

④进程的优先级。

一般根据进程的轻重缓急其它信息。

这里给出的只是一般操作系统中PCB所应具有的内容，不同操作系统的PCB结构是不同的，我们将在2.8节介绍Linux系统的PCB结构。

程度为进程指定一个优先级，优先级用优先数表示。

⑤进程现场保护区。

当进程状态变化时（例如一个进程放弃使用CPU），它需要将当时的CPU现场保护到内存中，以便再次占用CPU时恢复正常运行，有的系统把要保护的CPU现场放在进程的工作区中，而PCB中仅给出CPU现场保护区起始地址。

⑥资源清单。

每个进程在运行时，除了需要内存外，还需要其它资源，如I/O设备、外存、数据区等。

这一部分指出资源需求、分配和控制信息。

⑦队列指针或链接字。

它用于将处于同一状态的进程链接成一个队列，在该单元中存放下一进程PCB首址。

⑧其它信息。

2、程序流程图。

3、程序及注释。

#include<

stdio.h>

stdlib.h>

string.h>

structjincheng_type{//定义表示进程信息的结构体

intpid;

//进程ID

intyouxian;

//优先级

intdaxiao;

//大小

intzhuangtai;

//进程的状态，这里用0表示没有建立或被杀死，1表示执行，2表示换出

intinfo;

//内容

};

structjincheng_typeneicun[20];

//定义20个内存单位给进程使用

intshumu=0,guaqi=0,pid,flag=0;

//定义正在执行进程数目，被挂起进程数目，进程ID，运行标志位

voidcreate（）//函数——创建一个新进程

{

if（shumu>

=20）printf（"

\n内存已满，请先换出或杀死进程\n"

）;

//判断内存空间是否已满

else{

for（inti=0;

i<

20;

i++）

if（neicun[i].zhuangtai==0）break;

//选出空着的内存单元给新进程使用

printf（"

\n请输入新进程pid\n"

//输入新进程ID存至选出的内存单元

scanf（"

%d"

&

（neicun[i].pid））;

for（intj=0;

j<

i;

j++）

if（neicun[i].pid==neicun[j].pid）//当输入的新进程与原有进程ID相同时，显示“该进程已存在”

{

printf（"

\n该进程已存在\n"

return;

}

\n请输入新进程优先级\n"

//输入新进程的优先级、大小和内容

（neicun[i].youxian））;

\n请输入新进程大小\n"

（neicun[i].daxiao））;

\n请输入新进程内容\n"

（neicun[i].info））;

neicun[i].zhuangtai=1;

//将新进程的内存单元状态（zhuangtai）设成“1”，以表示存在且未被换出

shumu++;

//正在运行的进程数目加一

}

}

voidrun（）//函数——查看正在运行的进程

for（inti=0;

i++）

{

if（neicun[i].zhuangtai==1）//将存在且未被挂起（即zhuangtai=1）的进程显示出来，若存在这样的程序，则将flag设成1

{

\npid=%d"

neicun[i].pid）;

youxian=%d"

neicun[i].youxian）;

daxiao=%d"

neicun[i].daxiao）;

zhuangtai=%d"

neicun[i].zhuangtai）;

info=%d"

neicun[i].info）;

flag=1;

}

if（!

flag）printf（"

\n当前没有运行进程\n"

//若当前没有运行进程（即flag=0），则显示“当前没有运行进程”

voidhuanchu（）//函数——换出进程

shumu）//判断是否无进程存在

printf（"

\n当前没有进程存在\n"

return;

}

printf（"

\n输入唤出进程ID值"

//输入需要换出的进程ID，

scanf（"

pid）;

i++）

if（pid==neicun[i].pid）

if（neicun[i].zhuangtai==1）//若该ID代表的进程正在运行，则将其挂起，即将zhuangyai置成2，并将guaqi加一

{

neicun[i].zhuangtai=2;

guaqi++;

printf（"

\n已经成功换出进程\n"

}

elseif（neicun[i].zhuangtai==2）printf（"

\n要唤出的进程已被挂起\n"

//若该ID代表的进程已被挂起，即zhuangtai==2,则显示‘要唤出的进程已被挂起’

break;

\n要唤出的进程不存在\n"

//若进程不存在，给出显示

voidkill（）//函数——杀死进程

shumu）//判断是否无进程存在

\n输入杀死进程的ID值"

//读入要杀死的进程ID

if（pid==neicun[i].pid）

if（neicun[i].zhuangtai==1）//若进程正在运行则再次询问是否要杀死，通过用户的反馈执行不同操作

\n该进程正在运行，您确定要杀死吗？

\n"

\n请输入1：

确定；

0：

不确定\n"

scanf（"

flag）;

if（flag）

{

neicun[i].zhuangtai=0;

//将zhuangtai置为0，表示进程被杀死，并将shumu自减一

shumu--;

\n已经成功杀死进程\n"

}

elseprintf（"

\要杀死的进程正在运行\n"

elseif（neicun[i].zhuangtai==2）//若该进程已经被挂起，则直接杀死

neicun[i].zhuangtai=0;

shumu--;

if（flag==0）printf（"

\n要杀死的进程不存在\n"

voidhuanxing（）//函数——唤醒进程

shumu）//判断是否无进程存在

guaqi）//判断是否无进程被挂起

\n当前没有挂起进程\n"

\n输入pid\n"

//输入需要唤醒进程ID

if（pid==neicun[i].pid）

flag=false;

if（neicun[i].zhuangtai==2）//判断该进程是否被挂起，若没有则将其唤醒并将guaqi自减一

neicun[i].zhuangtai=1;

guaqi--;

\n已经成功唤醒进程\n"

\n要唤醒的进程已被挂起\n"

//若目标进程已被挂起，则显示‘要唤醒的进程已被挂起’

\n要唤醒的进程不存在\n"

//若要唤醒的进程不存在，给出显示

voidviewall（）//函数——查看内存状态

i++）//显示所有20个内存单元的状态

voidmain（）//主函数

intn=1;

intnum;

i++）//先将内存zhuangtai位清零

neicun[i].zhuangtai=0;

while（n）

\n**********************************\n"

//用户操作界面

\n***********进程演示系统***********\n"

\n1.创建新的进程2.查看运行进程\n"

\n3.唤出某个进程4.杀死某个进程\n"

\n5.唤醒某个进程6.查看内存状态\n"

\n7.退出进程\n"

\n请选择（1-7）\n"

scanf（"

num）;

switch（num）//功能选择

case1:

create（）;

break;

case2:

run（）;

case3:

huanchu（）;

case4:

kill（）;

case5:

huanxing（）;

case6:

viewall（）;

case7:

exit（0）;

default:

n=0;

flag=0;

4、程序运行演示与截图

（1）创建新进程，依次建立进程1、2、3，图中为建立进程2。

（2）查看运行的进程与查看内存状态

（2）换出进程。

图中以换出进程3为例。

（4）此时再次查看运行的进程与查看内存状态，可以看到进程3已不在运行的进程中，内存状态中其zhuangtai标识等于2，表明进程3确实已被换出。

（5）唤醒进程。

图为将进程3唤醒。

（6）此时再次查看运行的进程与查看内存状态，可以看到进程3重新出现在运行的进程中，且内存状态中其zhuangtai标识等于1，表明进程3已被成功唤醒。

（7）杀死进程。

图中以杀死进程3为例，并附以杀死后运行的进程与内存状态图，内存状态中进程3的zhuangtai=0，表示进程3已被杀死。

5、实验结论

通过这次实验，我了解到进程控制块（PCB）在进程管理中的重要作用，它跟踪程序执行的情况，表明了进程在当前时刻的状态以及与其它进程和资源的关系。

多个程序并发的执行需要依靠对PCB的控制来实现。