操作系统课程设计指导书.docx
《操作系统课程设计指导书.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《操作系统课程设计指导书.docx（71页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
淮阴工学院
操作系统
课程设计指导书
陈礼青
计算机工程学院
2011年7月2日
课题一进程创建模拟实现
1、课题目的
1）理解进程创建相关理论；
2）掌握进程创建方法；
3）掌握进程相关数据结构。
2、课题描述
本课题针对操作系统中进程创建相关理论进行设计。
要求编写程序并进行测试。
代码简化了进程创建的多个步骤和内容。
进程的树形结构采用广义二叉树的方式进行
存储。
3、课题内容
1）编写程序；
2）进行功能测试并得出正确结果；
3）分析并掌握测试结果。
4、课题要求
1）分析进程创建函数createpc程序模块；
2）在课程设计报告中画出createpc函数程序流程图；
3）撰写课程设计报告，并参加答辩。
5、测试要求
1）至少创建10个进程；
2）创建进程树中4层以上的树型结构。
6、相关知识
1）进程控制块
为了描述和控制进程的运行，系统为每个进程定义了一个进程控制块（PCB），它
是进程实体的一部分，是操作系统管理进程最重要的数据结构。
其主要包含四类信息：
（1）进程标识符
它唯一地标识一个进程。
通常包括进程号pid，父进程号ppid和用户号uid。
（2）处理机状态
处理器的状态通常由处理机的各种寄存器中的内容组成。
PCB存放中断（阻塞，
挂起）时的各寄存器值，当该进程重新执行时，可以从断点处恢复。
主要包括：
a）通用寄存器；
b）指令计数器；
c）程序状态字PSW；
d）用户栈指针。
（3）进程调度信息
a）进程状态；
b）进程优先级（用于描述优先使用cpu级别的一个整数，高优先级的进程先得到cpu，
通常情况下，优先值越小优先级越高）；
c）其它信息（等待时间、总执行时间等）；
d）事件（等待原因）。
（4）进程控制信息
a）程序和数据的地址（程序在内存和外存中的首址）；
b）进程同步和通信机制；
c）资源列表（进程除CPU以外的所有资源）；
d）链接指针（进程队列中指向下一个进程的PCB首址）。
2）进程创建流程
（1）申请空白PCB
为新进程申请获得唯一的数字标识符，并从PCB集合中索取一个空白PCB。
如
果无空白PCB，可以创建一个新的PCB。
在本实验中，每次动态创建PCB。
（2）为新进程分配资源
为新进程分配内存空间和栈空间。
（3）初始化进程控制块
a）初始化标识信息；
b）初始化处理机状态信息；
c）初始化处理机控制信息。
（4）将新进程插入就绪队列
3）进程树，用于描述进程家族关系。
在进程创建过程中，需将每一个新增加的进程加
入到进程树中，有了清晰的父子关系，可以使资源继承或进程删除等操作变得很方便。
4）进程总链，它是一个PCB链表，每一个新创建的进程必须把其PCB放入总链中，
该总链可以对破坏的进程树进行修复，也方便PCB查找。
7、课题指导
输入课题提供的参考代码后，可以输入createpc命令创建进程，输入showdetail显
示每个进程及其子进程的信息，测试命令解释如下：
1）createpc创建进程命令。
参数：
1pid（进程id）、2ppid（父进程id）、3prio（优先级）。
示例：
createpc（2,1,2）。
创建一个进程，其进程号为2，父进程号为1，优先级为2。
2）showdetail显示进程信息命令。
3）exit退出命令行。
8、课题思考
1）进程创建的核心内容是什么？
2）该设计和实际的操作系统进程创建相比，缺少了哪些步骤？
9、参考程序
1）主程序文件源代码如下：
#include"basic.h"
pnode*proot;//systemprocesstreeroot
pnode*plink;//systemprocesslinkhead
//createprocess
intcreatepc（int*para）
{
//addyourcodehere
pnode*p,*p1,*pp;
intpflag;
pflag=0;
for（p=plink;p;p=p->next）
{
if（p->node->pid==para[0]）//checkifthispidisalreadyexist
{
printf（"pid%disalreadyexist!
\n",para[0]）;
return-1;
}
if（p->node->pid==para[1]）//findparentpcb
{
pflag=1;
pp=p;
}
}
if（!
pflag）
{
printf（"parentid%disnotexist!
\n",para[1]）;
return-2;
}
//initnewpcb
p1=newpnode;
p1->node=newpcb;
p1->node->pid=para[0];
p1->node->ppid=para[1];
p1->node->prio=para[2];
p1->sub=NULL;
p1->next=NULL;
p1->brother=NULL;
//addtoprocesstree
if（!
pp->sub）
pp->sub=p1;
else
{
for（p=pp->sub;p->brother;p=p->brother）;
p->brother=p1;
}
//addtoprocesslink
for（p=plink;p->next;p=p->next）;
p->next=p1;
return0;
}
//showprocessdetail
voidshowdetail（）
{
//addyourcodehere
pnode*p,*p1;
p=plink;
for（;p;）//printallpcbinfo
{
printf（"%d（prio%d）:
",p->node->pid,p->node->prio）;
p1=p->sub;
for（;p1;）//printsubpcb
{
printf（"%d（prio%d）",p1->node->pid,p1->node->prio）;
p1=p1->brother;
}
printf（"\n"）;
p=p->next;
}
printf（"\n"）;
}
//don'tchange
voidmain（）
{
initerror（）;
shortcflag,pflag;
charcmdstr[32];
proot=newpnode;
proot->node=newpcb;
proot->node->pid=0;
proot->node->ppid=-1;
proot->node->prio=0;
proot->next=NULL;
proot->sub=NULL;
proot->brother=NULL;
plink=proot;
for（;;）
{
cflag=0;
pflag=0;
printf（"cmd:
"）;
scanf（"%s",cmdstr）;
if（!
strcmp（cmdstr,"exit"））//exittheprogram
break;
if（!
strcmp（cmdstr,"showdetail"））
{
cflag=1;
pflag=1;
showdetail（）;
}
else
{
int*para;
char*s,*s1;
s=strstr（cmdstr,"createpc"）;//createprocess
if（s）
{
cflag=1;
para=（int*）malloc（3）;
//getparameter
s1=substr（s,instr（s,'（'）+1,strlen（s）-2）;//getparamstring
para=strtoarray（s1）;//getparameter
createpc（para）;//createprocess
pflag=1;
}
}
if（!
cflag）
geterror（0）;
elseif（!
pflag）
geterror
（1）;
}
}
2）basic.h文件源代码如下：
#ifndefbasic_h
#include
#include
#include
#definebasic_h
char*errormsg[256];
//processcontrolblock
structpcb
{
intpid;//processid
intppid;//parentprocessid
intprio;//priority
intstate;//state
intlasttime;//lastexecutetime
inttottime;//totleexecutetime
};
//processnode
structpnode
{
pcb*node;
pnode*sub;
pnode*brother;
pnode*next;
};
//信号量
structsemphore{
charname[5];//名称
intcount;//计数值
intcurpid;//当前进程id
pnode*wlist;//等待链表
};
#definegeterror（eno）printf（"%s\n",errormsg[eno]）
voidiniterror（）
{
errormsg[0]=（char*）malloc（20）;
errormsg[0]="errorcommand!
";
errormsg[1]=（char*）malloc（20）;
errormsg[1]="errorparameter!
";
}
//getasubstringinstrings
char*substr（char*s,intstart,intend）
{
char*s1;
intlen=strlen（s）;
if（start<0||end>=len||start>end）
returnNULL;
s1=（char*）malloc（end-start+2）;
for（inti=0;i<=end-start;i++）
s1[i]=s[i+start];
s1[i]='\0';
returns1;
}
//findthelocationofcinstrings
intinstr（char*s,charc）
{
inti;
for（i=0;iif（s[i]==c）
returni;
return-1;
}
//changethestringtoarraydata
int*strtoarray（char*s
升级会员 