东北大学操作系统实验之Linux及进程状态.docx
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东北大学操作系统实验之Linux及进程状态
操作系统实验报告一
实验一进程状态转换及其PCB的变化
一、实验目的：
自行编制模拟程序，通过形象化的状态显示，使学生理解进程的概念、进程之间的状态转换及其所带来的PCB内容、组织的变化，理解进程与其PCB间的一一对应关系。
二、实验内容及要求：
（1）、设计并实现一个模拟进程状态转换及其相应PCB内容、组织结构变化的程序。
（2）、独立编写、调试程序。
进程的数目、进程的状态模型（三状态、五状态、七状态或其它）以及PCB的组织形式可自行选择。
（3）、合理设计与进程PCB相对应的数据结构。
PCB的内容要涵盖进程的基本信息、控制信息、资源需求及现场信息。
（4）、设计出可视性较好的界面，应能反映出进程状态的变化引起的对应PCB内容、组织结构的变化。
（5）、代码书写要规范，要适当地加入注释。
（6）、鼓励在实验中加入新的观点或想法，并加以实现。
（7）、认真进行预习，完成预习报告。
（8）、实验完成后，要认真总结，完成实验报告。
五状态模型：
3、主要数据结构：
structRun_type//运行态进程
{
charname;
intstate;
intneedtime;
intpriority;
};
structReady_type//就绪态进程
{
charname;
intneedtime;
intpriority;
};
structBlocked_type//阻塞态进程
{
charname;
intneedtime;
intpriority;
};
4、程序源代码：
#include
#include
#include
inti=0;intj=0;
structRun_type{
charname;
intstate;
intneedtime;
intpriority;
};
structReady_type{
charname;
intneedtime;
intpriority;
};
structBlocked_type{
charname;
intneedtime;
intpriority;
};
structRun_typeCpu;
structReady_typeReady[10];
structBlocked_typeBlocked[10];
voidCreat（）{//创建一个新的进程
intk=0;
label1:
printf（"inputnewprocessname（inputaletter）:
\n"）;
scanf（"%s",&（Ready[i].name））;getchar（）;
for（k=0;kif（Ready[i].name==Ready[k].name||Ready[i].name==Ready[k].name+32||Ready[i].name==Ready[k].name-32）
{
printf（"theprocessisalreadyexist!
"）;
gotolabel1;
}
printf（"inputneedtime（inputaintnumber）:
\n"）;
label3:
scanf（"%d",&（Ready[i].needtime））;getchar（）;
if（Ready[i].needtime<1||Ready[i].needtime>100）
{
printf（"pleaseinputthetrueneedtime（1--100）\n"）;
gotolabel3;
}
printf（"inputthepriority（1--10）:
\n"）;
label2:
scanf（"%d",&（Ready[i].priority））;getchar（）;
if（Ready[i].priority<1||Ready[i].priority>10）
{
printf（"please1--10!
\n"）;
gotolabel2;
}
i++;
}
voidDispath（）//P135
{
intt;charv;intk;intj;
if（Cpu.state==0）
if（Ready[i-1].needtime==0）
{
printf（"*thereisnoprocessready!
\n"）;
exit（0）;
}
else
{
for（k=0;kfor（j=0;jif（Ready[j].priority>Ready[j+1].priority）
{t=Ready[j].priority;
Ready[j].priority=Ready[j+1].priority;Ready[j+1].priority=t;
t=Ready[j].needtime;
Ready[j].needtime=Ready[j+1].needtime;Ready[j+1].needtime=t;
v=Ready[j].name;
Ready[j].name=Ready[j+1].name;Ready[j+1].name=v;
}
--i;
Cpu.name=Ready[i].name;Cpu.needtime=Ready[i].needtime;Cpu.priority=Ready[i].priority;Cpu.state=1;
printf（"*%5cissendtocpu!
\n",Cpu.name）;
Cpu.needtime--;
if（Cpu.needtime==0）
{printf（"*%5cisfinished\n",Cpu.name）;
Cpu.state=0;}
}
else
{
Ready[i].name=Cpu.name;
Ready[i].needtime=Cpu.needtime;
Ready[i].priority=Cpu.priority;
for（k=0;kfor（j=0;jif（Ready[j].priority>Ready[j+1].priority）
{t=Ready[j].priority;
Ready[j].priority=Ready[j+1].priority;Ready[j+1].priority=t;
t=Ready[j].needtime;
Ready[j].needtime=Ready[j+1].needtime;Ready[j+1].needtime=t;
v=Ready[j].name;
Ready[j].name=Ready[j+1].name;Ready[j+1].name=v;
}
Cpu.name=Ready[i].name;Cpu.needtime=Ready[i].needtime;Cpu.priority=Ready[i].priority;Cpu.state=1;
printf（"*%5cissendtocpu!
\n",Cpu.name）;
Cpu.needtime--;
if（Cpu.needtime==0）
{printf（"*%5cisfinished\n",Cpu.name）;
Cpu.state=0;}
}
}
voidTimeout（）
{
if（Cpu.state==0）
{
printf（"*thereisnoprocessincpu（pleaseselectDispath!
\n"）;
exit（0）;
}
else
{
Ready[i].name=Cpu.name;
Ready[i].needtime=Cpu.needtime;
Ready[i].priority=Cpu.priority;
printf（"%cistimeout\n",Cpu.name）;
Cpu.name=0;
Cpu.needtime=0;
Cpu.priority=0;
Cpu.state=0;
i++;
}
}
voidEventwait（）{
if（Cpu.state!
=0）
{
Blocked[j].name=Cpu.name;
Blocked[j].needtime=Cpu.needtime;
Blocked[j].priority=Cpu.priority;
printf（"*%cisBlocked!
\n",Cpu.name）;
j++;
Cpu.name=Blocked[j].name;
Cpu.needtime=Blocked[j].needtime;
Cpu.priority=Blocked[j].priority;
Cpu.state=0;
}
else
printf（"*Thereisnoprocessincpu!
"）;
}
voidEventoccurs（chara）{
intk=0;intm=0;intn=0;intp=0;
if（Blocked[0].needtime==0）
{
printf（"*thereisnoprocessblocked!
\n"）;
exit（0）;
}
else
{
for（k;kif（Blocked[k].name==a）
{
Ready[i].name=Blocked[k].name;
Ready[i].needtime=Blocked[k].needtime;
Ready[i].priority=Blocked[k].priority;
p=1;
m=j-k;
for（n;n{
Blocked[k].name=Blocked[k+1].name;
Blocked[k].needtime=Blocked[k+1].needtime;
Blocked[k].priority=Blocked[k+1].priority;
k++;
}
j--;i++;
}
if（p==1）
printf（"*%cisready!
\n",a）;
else
printf（"*%cisnotfound!
\n",a）;
}
}
voidmain（）{
Cpu.state=0;
intCputime=0;
intx=6;
while（x!
=0）
{
printf（"\n1:
inputnewprocess2:
Dispath\n"）;
printf（"3:
Timeout4:
Eventwait\n"）;
printf（"5:
Eventoccurs（selectwhoseeventoccur）0:
exit\n"）;
label4:
scanf（"%d",&x）;getchar（）;
printf（"\n==============================================================================\n"）;
if（x==0||x==1||x==2||x==3||x==4||x==5）
{
switch（x）
{
case1:
Creat（）;break;
case2:
Dispath（）;break;
case3:
Timeout（）;break;
case4:
Eventwait（）;break;
case5:
chara;scanf（"%c",&a）;getchar（）;Eventoccurs（a）;break;
default:
printf（"pleaseselectfrom0to5\n"）;
}
printf（"-----------------------------Cputime:
%3d----------------------------------\n",Cputime）;
printf（"|ProceNsnameNeedTimePriority|\n"）;
if（Cpu.state!
=0）//显示Cpu中的程序
{
printf（"|Cpu:
%16c",Cpu.name）;printf（"%20d",Cpu.needtime）;printf（"%18d|\n",Cpu.priority）;
}
else
printf（"|*Cpuisfree|\n"）;
inty=0;
if（i==0）//显示Ready队列中的数据
{
printf（"|*Thereisnoprocessready.|\n"）;
}
else
{
for（y;y{
printf（"|Ready%d:
",y）;
printf（"%15c",Ready[y].name）;printf（"%20d",Ready[y].needtime）;printf（"%18d|\n",Ready[y].priority）;
}
}
intz=0;
if（j==0）//显示Blocked队列中的程序
{
printf（"|*Thereisnoprocessblocked.|\n"）;
}
else
{
for（z;z{
printf（"|Blocked%d:
",z）;
printf（"%13c",Blocked[z].name）;printf（"%20d",Blocked[z].needtime）;printf（"%18d|\n",Blocked[z].priority）;
}
}
Cputime++;
if（Cpu.state!
=0）
Cpu.needtime=Cpu.needtime-1;
printf（"-----------------------------------------------------------------------------\n"）;
}
else
{
printf（"pleaseinput0--5\n"）;
gotolabel4;
}
}
}
5、运行结果：
1.创建a，b两个进程
2、调度进程（由于b优先级高，所以b先进入运行态）
3、当b时间片到了，b变为就绪态
4、再次调度（由于b优先级高，故还是b变成运行态）
5、正在运行的b阻塞
6、当b等待的事件发生，b重新进入就绪态
6、程序使用说明：
编译程序后若无错就执行程序，初始如下：
其中：
1表示创建新进程，随后输入进程名，所需时间，优先级
2表示系统调度进程，首先调度最高优先级
3表示时间片已到，运行中的进程将编程就绪态
4表示进程所需的事件尚未发生，进程将被阻塞
5表示进程等待的事件已发生，进程从阻塞态变为就绪态
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