东北大学秦皇岛分校操作系统实验报告.docx
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东北大学秦皇岛分校操作系统实验报告
计算机操作系统
实验报告
学号：
姓名：
提交日期：
2015-12-20
成绩：
东北大学秦皇岛分校
计算机与通信工程学院
实验1使用动态优先权的进程调度算法的模拟
1实验目的
通过动态优先权算法的模拟加深对进程概念和进程调度过程的理解。
2实验内容
（1）实现对N个进程采用动态优先权优先算法的进程调度。
（2）每个用来标识进程的进程控制块PCB用结构来描述，包括以下字段：
进程标识数ID。
进程优先数PRIORITY，并规定优先数越大的进程，其优先权越高。
进程已占用的CPU时间CPUTIME。
进程还需占用的CPU时间ALLTIME。
当进程运行完毕时，ALLTIME变为0。
进程的阻塞时间STARTBLOCK，表示当进程再运行STARTBLOCK个时间片后，将进入阻塞状态。
进程被阻塞的时间BLOCKTIME，表示已阻塞的进程再等待BLOCKTIME个时间片后，将转换成就绪状态。
进程状态STATE。
队列指针NEXT，用来将PCB排成队列。
（3）优先数改变的原则：
进程在就绪队列中停留一个时间片，优先数加1。
进程每运行一个时间片，优先数减3。
（4）假设在调度前，系统中有5个进程，它们的初始状态如下：
ID01234
PRIORITY93830290
CPUTIME00000
ALLTIME33634
STARTBLOCK2-1-1-1-1
BLOCKTIME30000
STATEreadyreadyreadyreadyready
（5）为了清楚的观察各进程的调度过程，程序应将每个时间片内的情况显示出来，参照的具体格式如下：
RUNNINGPROG：
i
READY-QUEUE：
->id1->id2
BLOCK-QUEUE：
->id3->id4
=======================================
ID01234
PRIORITYP0P1P2P3P4
CUPTIMEC0C1C2C3C4
ALLTIMEA0A1A2A3A4
STARTBLOCKT0T1T2T3T4
BLOCKTIMEB0B1B2B3B4
STATES0S1S2S3S4
3实验结果（给出编写的程序源代码和运行结果的截图）
#include
#include
usingnamespacestd;
ints;//优先权数
intm;//被调用的进程号
intjiuxun[10]={-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1};
intjiuxunnum=0;
intzhuse[10]={-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1};
intzhusenum=0;
intover[10]={-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1};
intovernum=0;
//memset（jiuxun,-1,10）;
intqueueOutput（）;
structpcb{
intid;
intpriority;
intcputime;
intalltime;
intstarb;
intbtime;
stringstate;//0：
就绪1：
完成-1:
阻塞
};
structpcbproject[5]={
{0,9,0,3,2,3,"READY"},
{1,38,0,3,-1,0,"READY"},
{2,30,0,6,-1,0,"READY"},
{3,29,0,3,-1,0,"READY"},
{4,0,0,4,-1,0,"READY"}
};
intmaxpriority（）{//寻找最大优先权进程
//s=project[0].priority;
m=0;
for（intk=0;k<=zhusenum;k++）{
if（m==zhuse[k]）
m++;
}
intmaxp=project[m].priority;
intminalltime=project[m].alltime;
for（inti=0;i<5;i++）{
/*if（project[i].starb<=0）{
jiuxun[jiuxunnum]=i;
jiuxunnum++;
}*/
if（project[i].priority>maxp&&project[i].starb!
=0）{
maxp=project[i].priority;
m=project[i].id;
}elseif（project[i].priority==maxp）{
if（project[i].alltime=0）{
minalltime=project[i].alltime;
m=project[i].id;
}
}
}
returnm;
}
intrunning（）{//执行进程并进行属性值变换
intnow=maxpriority（）;
project[now].priority-=3;
for（inti=0;i<5;i++）{
if（i!
=now&&project[i].state!
="FINISH"）
project[i].priority++;
if（project[i].starb==0&&project[i].btime>0）{
project[i].btime--;
if（project[i].btime==0）{
project[i].state="READY";
jiuxun[jiuxunnum]=i;
jiuxunnum++;
for（intk=0;k<=zhusenum;k++）{
if（zhuse[k]==i）{
zhuse[k]=-1;
}
}
}
}
}
project[now].cputime++;
project[now].alltime--;
if（project[now].starb>0）{
project[now].starb--;
if（project[now].starb==0）{
zhuse[zhusenum]=now;
zhusenum++;
project[now].state="BLOCK";
for（intj=0;jif（jiuxun[j]==now）
jiuxun[j]=-1;
}
}
}
if（project[now].alltime==0）{
project[now].state="FINISH";
project[now].priority=0;
over[overnum]=now;
overnum++;
for（intk=0;kif（jiuxun[k]==now）
jiuxun[k]=-1;
}
}
}
intoutput（）{
running（）;
cout<<"now"<<"process"<queueOutput（）;
/*cout<<"READY-QUEUE:
";
for（inti=0;i<=jiuxunnum;i++）{
if（jiuxun[i]!
=-1）
cout<<"->"<}
cout<<"\t";
cout<<"BLOCK-QUEUE:
";
for（intj=0;j<=zhusenum;j++）{
if（zhuse[j]!
=-1）
cout<<"->"<}
cout<cout<<"ID\t\t"<<"0\t"<<"1\t"<<"2\t"<<"3\t"<<"4\t"<cout<<"PRIORITY\t"<cout<<"CPUTIME\t\t"<cout<<"ALLTIME\t\t"<cout<<"STARTBLOCK\t"<cout<<"BLOCKTIME\t"<cout<<"STATE\t\t"<cout<}
intqueueOutput（）{
cout<<"READY-QUEUE:
";
for（inti=0;i<=jiuxunnum;i++）{
if（jiuxun[i]!
=-1）
cout<<"->PC"<}
cout<<"\n";
cout<<"BLOCK-QUEUE:
";
for（intj=0;j<=zhusenum;j++）{
if（zhuse[j]!
=-1）
cout<<"->PC"<}
cout<cout<<"****************************************************";
cout<}
intmain（）{
cout<<"**************2133625储蓉蓉**************"<cout<<"初始化进程:
\n";
cout<<"ID\t\t"<<"0\t"<<"1\t"<<"2\t"<<"3\t"<<"4\t"<cout<<"PRIORITY\t"<cout<<"CPUTIME\t\t"<cout<<"ALLTIME\t\t"<cout<<"STARTBLOCK\t"<cout<<"BLOCKTIME\t"<cout<<"STATE\t\t"<cout<for（inti=0;i<5;i++）{
if（project[i].state=="READY"）{
jiuxun[jiuxunnum]=i;
jiuxunnum++;
}
}
intj=5,count=0;
queueOutput（）;
getchar（）;
while（j!
=count）{
output（）;
for（inti=0;iif（project[i].state=="FINISH"）{
count++;
}else{
count=0;
}
}
getchar（）;
}
}
实验心得体会：
由于网上给出了动态优先权优先算法，所以参考网上给出的算法，加上自己对于本次实验的理解和题目中的要求，来对其进行实现，实验难点在于对算法原理的理解和对程序的实现，查阅了资料理解了算法，但是由于基础知识的不扎实，自己对于程序的整体写的思路还是没有，最后还是在同学的帮助下完成。
实验2使用动态分区分配方式的模拟
1实验目的
（1）了解动态分区分配方式中使用的数据结构和分配算法
（2）加深对动态分区存储管理方式及其实现过程的理解。
2实验内容
（1）分别实现采用首次适应算法和最佳适应算法的动态分区分配过程alloc（）和回收过程free（）。
其中，空闲分区通过空闲分区链来管理：
在进行内存分配时，系统优先使用空闲区低端的空间。
（2）假设初始状态下，可用的内存空间为640KB，并有下列的请求序列：
•作业1申请130KB。
•作业2申请60KB。
•作业3申请100KB。
•作业2释放60KB。
•作业4申请200KB。
•作业3释放100KB。
•作业1释放130KB。
•作业5申请140KB。
•作业6申请60KB。
•作业7申请50KB。
•作业6释放60KB。
分别采用首次适应算法和最佳适应算法，对内存块进行分配和回收，要求每次分配和回收后显示出空闲分区链的情况。
3实验结果（给出编写的程序源代码和运行结果的截图）
#include
usingnamespacestd;
/*
*定义空闲分区链结构
*/
structSubareaNode
{
//分区起始地址
intaddress;
//分区大小
intsize;
//分区状态（0,1）
intstate;
//作业号
inttaskNo;
//分区前向指针
SubareaNode*prior;
//分区后向指针
SubareaNode*next;
};
/*
*定义动态分区分配类
*/
classDynamicSubareaAlloction
{
private:
//内存分区链指针
SubareaNode*head;
//内存空间大小
intMEMORYSPACE;
public:
/*
*在构造函数中初始化内存大小
*/
DynamicSubareaAlloction（）
{
cout<<"请输入内存可用空间大小（大小范围0k至640k）：
"<do
{
cin>>MEMORYSPACE;
if（（MEMORYSPACE<0）||（MEMORYSPACE>640））
{
cout<<"不符合内存可用空间大小范围！
"<}
}while（（MEMORYSPACE<0）||（MEMORYSPACE>640））;
cout<<"------内存空间可用为"<}
/*
*对内存进行分区分配
*int:
内存分配算法选项
*/
voidexecAlloction（intoption）
{
//初始内存分区链
head=newSubareaNode;
head->size=MEMORYSPACE;
head->address=0;
head->state=0;
head->taskNo=0;
head->prior=NULL;
head->next=NULL;
//定义作业号范围变量
inttask[7]={0,0,0,0,0,0,0};
//操作选项变量
intselectItem=0;
//作业号变量
intno;
//内存大小变量
intspace;
//是否显示内存情况
boolisShow;
if（1==option）
{
cout<<"你选择了首次适应算法!
"<}
elseif（2==option）
{
cout<<"你选择了最佳适应算法!
"<}
//选择申请或释放内存操作
while
（1）
{
cout<<"=========================="<cout<<"/n请选择一项操作:
"<cout<<"/n1--申请内存"<cout<<"/n2--释放内存"<cout<<"/n0--终止操作"<cout<<"=========================="<do
{
cin>>selectItem;
if（1!
=selectItem&&2!
=selectItem&&0!
=selectItem）
{
cout<<"输入选项错误，请重新输入!
"<}
}while（1!
=selectItem&&2!
=selectItem&&0!
=selectItem）;
//退出程序
if（0==selectItem）
{
//释放内存分区链
deletehead;
head=NULL;
break;
}
//检查作业号是否有效
while
（1）
{
cout<<"请输入作业号：
（作业号范围1～7）,输入'0'终止操作!
"<cin>>no;
//终止操作
if（0==no）break;
if（no<1||no>7）
{
cout<<"超出作业号范围!
"<}
elseif（1<=no<=7）
{
if（1==task[no-1]&&1==selectItem）
{
cout<<"此作业号已申请内存,重新输入!
"<}
elseif（0==task[no-1]&&2==selectItem）
{
cout<<"此作业号已释放内存,重新输入!
"<}
else
{
break;
}
}
}
//终止操作
if（0==no）break;
isShow=true;
//申请内存操作
if（1==selectItem）
{
//检查申请内存大小是否有效
cout<<"请输入申请内存大小：
（单位:
k）"<cin>>space;
while（space>MEMORYSPACE）
{
cout<<"申请内存大小超过总共内存空间（"<"<cin>>space;
}
if（1==option）
{
//首次适应算法内存分配
//如果申请失败,不显示内存情况
if（!
firstFit_alloc（head,&space,&no,task））isShow=false;
}
else
{
//最佳适应算法内存分配
//如果申请失败,不显示内存情况
if（!
bestFit_alloc（head,&space,&no,task））isShow=false;
}
}
//释放内存操作
if（2==selectItem）
{
if（1==option）
{
//首次适应算法内存释放
firstFit_free（head,&no,task）;
}
else
{
//最佳适应算法内存释放
bestFit_free（head,&no,task）;
}
}
//输出当前内存使用情况
i
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