第六次SPOOLING假脱机技术.docx
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第六次SPOOLING假脱机技术
《操作系统》实验（六）
一、实验目的
理解和掌握SPOOLING假脱机技术。
二、实验内容
SPOOLING假脱机输入\输出技术广泛应用于各种计算机的I/O。
该技术通过采用预输入和缓输出的方法，使用共享设备的一部分空间来模拟独占设备，以提供独占设备的利用率。
为了理解该技术，设计一个SPOOLING假脱机的模拟程序。
三、实验准备
A.开发环境
操作系统WindowsXP，开发工具VC++6.0
B.分析设计
（一）实验原理
1.设计一个实现SPOOLING技术的进程
设计一个SPOOLING输出进程和两个请求输出的用户进程，以及一个SPOOLING输出服务程序。
SPOOLING输出进程工作时，根据请求块记录的各进程要输出的信息，将其实际输出到打印机或显示器。
这里，SPOOLING进程与请求输出的用户进程可并发运行。
2.设计进程调度算法
进程调度采用随机算法，这与进程输出信息的随机性相一致。
两个请求输出的用户进程的调度概率各为45%，SPOOLING输出进程为10%，这由随机数发生器产生的随机数模拟决定。
3.进程状态
进程基本状态有3种，分别为可执行，等待和结束。
可执行态就是进程正在运行或等待调度的状态；等待状态又分为等待状态1，等待状态2，等待状态3。
状态变化的条件为：
1>进程执行完成时，置为“结束”态。
2>服务程序在将输出信息送输出井时，如发现输出井已满，将调用进程置为“等待状态1”。
3>SPOOLING进程在进行输出时，若输出井空，则进入“等待状态2”。
4>SPOOLING进程输出一个信息块后，应立即释放该信息快所占的输出井空间，并将正在等待输出的进程置为“可执行状态”。
5>服务程序在输出信息到输出井并形成输出请求信息块后，若SPOOLING进程处于等待态则将其置为“可执行状态”。
6>当用户进程声请请求输出块时，若没有可用请求块时，调用进程进入“等待状态3”。
（二）程序体系
1.main（）函数
1>初始化输入井buffer：
初始化为0
for（i=0;i<2;i++）
for（n=0;n<100;n++）
buffer[i][n]=0;
2>初始化进程控制块pcb：
初始化为以下状态
for（i=0;i<3;i++）
{
structpcb*tmPcb=（structpcb*）malloc（sizeof（structpcb））;//开辟空间
tmPcb->id=i;
tmPcb->status=0;//状态
tmPcb->firstaddr=0;
tmPcb->length=0;//长度
tmPcb->outbufword=1;
PCB[i]=tmPcb;
}
3>调度算法：
随机调度：
用户1与用户2的调度概率各为45%，SPOOLING进程输出程序的调度概率为10%
srand（（unsigned）time（NULL））;//随机函数，利用系统时间做种子
while
（1）
{
i=rand（）%100;//产生1到100的随机数
4>重要函数：
voidrequest（inti）和voidspooling（）
◆voidrequest（inti）:
输出用户请求数据
while
（1）
{
j=rand（）%10;
if（j==0）
{
run->length=length;
break;
}
buffer[i-1][（run->addr+length）]=s;//输出请求数据
cout<s++;
length++;
}
◆voidspooling（）：
SPOOLING输出程序
for（i=0;ilength;i++）
{
printf（"%d",buffer[run->reqname-1][run->addr+i]）;
fprintf（f,"%d",buffer[run->reqname-1][run->addr+i]）;
}
（三）数据结构：
1>进程控制块PCB
structpcb
{
intstatus;/*进程状态*/
}PCB[3];
2>请求输出块reqblock
struct{
intreuname;
}reqblock[10];
3>输出井BUFFER
SPOOLING系统为每个请求输出的进程在输出井中分别开辟一个区。
本实验可设计一个二维数组（intbuffer[2][10]）作为输出井。
每个进程在输出井最多可占用10个位置。
（四）详细分析
为两个请求输出的用户进程设计两个输出井。
每个可存放10个信息，即buffer[2][10]。
当用户进程将其所有文件输出完时，终止运行。
为简单起见，用户进程简单地设计成：
每运行一次，随机输出数字0～9之间的一个数，当输入10个数时形成一个请求信息块，填入请求输出信息块reqblock结构中。
#include
#include
#include
#include
structpcb
{
intid;/*进程标识数*/
intstatus;/*进程状态*/
intfirstaddr;/*信息块首地址*/
intlength;/*本次输出信息长度*/
intoutbufword;/*输出缓冲字*/
}*PCB[3];
FILE*f;
structreq/*请求输出块*/
{
intreqname;/*请求进程名*/
intlength;/*本次输出信息长度*/
intaddr;/*信息在输出井的首地址*/
}reqblock[10];
intbuffer[2][100];
intl1=1,l2=1;
inthead=0,tail=0;
intt1,t2;
voidrequest（inti）/*i为请求输出的进程标识1或2*/
{
intj,length=0,m;
structreq*run;
if（i==1）
{
t1--;
}
else
{
t2--;
}
cout<<"用户"<\n";
run=&reqblock[tail%10];
run->reqname=i;
run->length=0;
if（tail==0）
{
run->addr=0;
}
else
{
intindex=（tail-1）%10;
run->addr=reqblock[index].addr+reqblock[index].length;
}
for（m=0;m<100;m++）
{
if（buffer[i-1][m]==0）
{
run->addr=m;
break;
}
}
ints=0;
while
（1）
{
j=rand（）%10;
if（j==0）
{
run->length=length;
break;
}
buffer[i-1][（run->addr+length）]=s;//输出请求数据
cout<s++;
length++;
}
cout<PCB[i-1]->length+=length;
length=0;
if（PCB[2]->status==2）
{
PCB[2]->status=0;
}
tail++;
}
voidspooling（）
{
inti,j;
structreq*run;
printf（"调用SPOOLING输出服务程序输出数据:
\n"）;
fprintf（f,"调用SPOOLING输出服务程序输出数据:
\n"）;
run=&reqblock[head%10];
printf（"用户%d\n",run->reqname）;
fprintf（f,"用户%d\n",run->reqname）;
for（i=0;ilength;i++）
{
printf（"%d",buffer[run->reqname-1][run->addr+i]）;
fprintf（f,"%d",buffer[run->reqname-1][run->addr+i]）;
}
printf（"\n"）;
fprintf（f,"\n"）;
head++;
for（j=0;j<2;j++）
{
if（PCB[j]->status==1）
{
PCB[j]->status=0;
}
}
}
intmain（）
{
inti,n;
f=fopen（"result.txt","w"）;
for（i=0;i<2;i++）
for（n=0;n<100;n++）
buffer[i][n]=0;
for（i=0;i<3;i++）
{
structpcb*tmpPcb=（structpcb*）malloc（sizeof（structpcb））;
tmpPcb->id=i;
tmpPcb->status=0;
tmpPcb->firstaddr=0;
tmpPcb->length=0;
tmpPcb->outbufword=1;
PCB[i]=tmpPcb;
}
printf（"Howmanyworkdop1wanttodo?
"）;
fprintf（f,"Howmanyworkdop1wanttodo?
"）;
scanf（"%d",&t1）;
fprintf（f,"%d\n",t1）;
printf（"Howmanyworkdop2wanttodo?
"）;
fprintf（f,"Howmanyworkdop2wanttodo?
"）;
scanf（"%d",&t2）;
fprintf（f,"%d\n",t2）;
srand（（unsigned）time（NULL））;
while
（1）
{
i=rand（）%100;
if（i<=45）
{
if（（PCB[0]->status==0）&&（t1>0））
{
request
（1）;
}
}
elseif（（i<=90）&&（t2>0））
{
if（PCB[1]->status==0）
{
request
（2）;
}
}
else
{
spooling（）;
}
if（（t1==0）&&（t2==0）&&（head==tail））
break;
}
for（i=0;i<3;i++）
{
free（PCB[i]）;
PCB[i]=NULL;
}
fclose（f）;
return0;
}
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