操作系统实验报告.docx
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操作系统实验报告
实验二进程调度
1．目的和要求
通过这次实验，理解进程调度的过程，进一步掌握进程状态的转变、进程调度的策略，进一步体会多道程序并发执行的特点，并分析具体的调度算法的特点，掌握对系统性能的评价方法。
2．实验容
阅读教材《计算机操作系统》第二章和第三章，掌握进程管理及调度相关概念和原理。
编写程序模拟实现进程的轮转法调度过程，模拟程序只对PCB进行相应的调度模拟操作，不需要实际程序。
假设初始状态为：
有n个进程处于就绪状态，有m个进程处于阻塞状态。
采用轮转法进程调度算法进行调度（调度过程中，假设处于执行状态的进程不会阻塞），且每过t个时间片系统释放资源，唤醒处于阻塞队列队首的进程。
程序要求如下：
1）输出系统中进程的调度次序；
2）计算CPU利用率。
3．实验环境
Windows操作系统、VC++6.0
C语言
4设计思想：
（1）程序中进程可用PCB表示，其类型描述如下：
structPCB_type
{
intpid;//进程名
intstate;//进程状态
2——表示“执行”状态
1——表示“就绪”状态
0——表示“阻塞”状态
intcpu_time;//运行需要的CPU时间（需运行的时间片个数）
}
用PCB来模拟进程；
（2）设置两个队列，将处于“就绪”状态的进程PCB挂在队列ready中；将处于“阻塞”状态的进程PCB挂在队列blocked中。
队列类型描述如下：
structQueueNode{
structPCB_typePCB;
StructQueueNode*next;
}
并设全程量：
structQueueNode*ready_head=NULL,//ready队列队首指针
*ready_tail=NULL,//ready队列队尾指针
*blocked_head=NULL,//blocked队列队首指针
*blocked_tail=NULL;//blocked队列队尾指针
（3）设计子程序：
start_state（）;
读入假设的数据，设置系统初始状态，即初始化就绪队列和阻塞队列。
dispath（）;
模拟调度，当就绪队列的队首进程运行一个时间片后，放到就绪队列末尾，每次都是队首进程进行调度，一个进程运行结束就从就绪队列中删除，当到t个时间片后，唤醒阻塞队列队首进程。
calculate（）;
就绪进程运行一次，usecpu加1，当就绪队列为空时unusecpu加1，CPU利用率为use_cpu/（use_cpu+unuse_cpu）。
5源代码：
#include
#include
structPCB_type
{
intpid;//进程名
intstate;//进程状态
//2--表示"执行"状态
//1--表示"就绪"状态
//0--表示"阻塞"状态
intcpu_time;//运行需要的CPU时间（需运行的时间片个数）
};
structQueueNode{
structPCB_typePCB;
structQueueNode*next;
};
structQueueNode*ready_head=NULL,//ready队列队首指针
*ready_tail=NULL,//ready队列队尾指针
*block_head=NULL,//blocked队列队首指针
*block_tail=NULL;//blocked队列队尾指针
intuse_cpu,unuse_cpu;
voidstart_state（）//读入假设的数据，设置系统初始状态
{
intn,m;
inti;
structQueueNode*p,*q;
printf（"输入就绪节点个数n:
"）;
scanf（"%d",&n）;
printf（"输入阻塞节点个数m:
"）;
scanf（"%d",&m）;
p=（structQueueNode*）malloc（sizeof（structQueueNode））;
p->next=NULL;
ready_head=ready_tail=p;
for（i=0;i{
p=（structQueueNode*）malloc（sizeof（structQueueNode））;
p->next=NULL;
p->PCB.state=1;
printf（"输入就绪进程%d的pid和cpu_time:
",i+1）;
scanf（"%d%d",&p->PCB.pid,&p->PCB.cpu_time）;
ready_tail->next=p;
ready_tail=p;
}
q=（structQueueNode*）malloc（sizeof（structQueueNode））;
q->next=NULL;
block_head=block_tail=q;
for（i=0;i{
q=（structQueueNode*）malloc（sizeof（structQueueNode））;
q->next=NULL;
q->PCB.state=0;
printf（"输入阻塞进程%d的pid和cpu_time:
",i+1）;
scanf（"%d%d",&q->PCB.pid,&q->PCB.cpu_time）;
block_tail->next=q;
block_tail=q;
}
printf（"\n处于就绪状态的进程有:
\n"）;
p=ready_head->next;
i=1;
while（p）
{printf（“进程%d的pid和state和cpu_time:
%5d%5d%5d\n",i,p->PCB.pid,p->PCB.state,p->PCB.cpu_time）;
p=p->next;
i++;
}
}
voiddispath（）//模拟调度
{
intx=0,t;
use_cpu=0;
unuse_cpu=0;
printf（"输入t:
"）;
scanf（"%d",&t）;
printf（"开始调度\n"）;
while（ready_head!
=ready_tail||block_head!
=block_tail）
{
structQueueNode*p,*q;
if（ready_head!
=ready_tail）
{
p=ready_head->next;
ready_head->next=p->next;
p->next=NULL;
if（ready_head->next==NULL）
{
ready_tail=ready_head;
}
p->PCB.state=2;
printf（"进程%d调度\t",p->PCB.pid）;
use_cpu++;
x++;
p->PCB.cpu_time--;
if（p->PCB.cpu_time）
{
ready_tail->next=p;
ready_tail=p;
}
else
{
printf（"进程%d完成\t",p->PCB.pid）;
free（p）;
}
}
else
{
unuse_cpu++;
x++;
printf（"空闲一个时间片\t"）;
}
if（x==t&&block_head!
=block_tail）
{
q=block_head->next;
block_head->next=q->next;
q->next=NULL;
if（block_head->next==NULL）
{
block_tail=block_head;
}
ready_tail->next=q;
ready_tail=q;
x=0;
}
}
}
voidcalculate（）//计算CPU利用率
{
printf（"\ncpu的利用率%.2f\n",（float）use_cpu/（use_cpu+unuse_cpu））;
}
voidmain（）
{start_state（）;
dispath（）;
calculate（）;
}
6运行结果：
7实验总结：
实验帮我复习了数据结构和C语言，且巩固课本知识，知道了如何定义结构体，如何在队列中增删节点。
模拟进程调度帮我们巩固了进程三状态之间的变迁。
懂得调式的重要性。
总之，我们明白了理论联系实际。
多看书，多上机。
实验三可变分区存储管理
1．目的和要求
通过这次实验，加深对存管理的认识，进一步掌握存的分配、回收算法的思想。
2．实验容
阅读教材《计算机操作系统》第四章，掌握存储器管理相关概念和原理。
编写程序模拟实现存的动态分区法存储管理。
存空闲区使用自由链管理，采用最坏适应算法从自由链中寻找空闲区进行分配，存回收时假定不做与相邻空闲区的合并。
假定系统的存共640K，初始状态为操作系统本身占用64K。
在t1时间之后，有作业A、B、C、D分别请求8K、16K、64K、124K的存空间；在t2时间之后，作业C完成；在t3时间之后，作业E请求50K的存空间；在t4时间之后，作业D完成。
要求编程序分别输出t1、t2、t3、t4时刻存的空闲区的状态。
3．实验环境
Windows操作系统、VC++6.0
C语言
4.设计思想
模拟存分配和回收，要设置两个链队列，一个空闲区链和一个占用区链，空闲区链节点有起始地址，大小和指向下一节点的指针等数据域，占用区链节点有起始地址，大小，作业名和指向下一节点的指针等数据域，本实验用最坏适应算法，每次作业申请存都是从空闲链队头节点分配，如果相等，就删除空闲头结点，如果小于申请的，就不分配，否则就划分存给作业，剩下的存大小，重新插入空闲链队，按从大到小，接着把作业占用的存放到占用区链节点的末尾。
每次作业运行完，就要回收其占用的存大小，把作业节点按从大到小插入到空闲链队中。
5.源代码：
#include
#include
structfreelinkNode{
intlen;
intaddress;
structfreelinkNode*next;
};
structbusylinkNode{
charname;
intlen;
intaddress;
structbusylinkNode*next;
};
structfreelinkNode*free_head=NULL;//自由链队列（带头结点）队首指针
structbusylinkNode*busy_head=NULL;//占用区队列队（带头结点）首指针
structbusylinkNode*busy_tail=NULL;//占用区队列队尾指针
voidstart（void）/*设置系统初始状态*/
{
structfreelinkNode*p;
structbusylinkNode*q;
free_head=（structfreelinkNode*）malloc（sizeof（st
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