操作系统进程管理实验.docx

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操作系统进程管理实验

昆明理工大学信息工程与自动化学院学生实验报告

（2010—2011学年第二学期）

课程名称：

操作系统开课实验室：

信自楼4442011年4月10日

年级、专业、班

学号

姓名

成绩

实验项目名称

进程管理

指导教师

教师评语

教师签名：

年月日

一、实验目的

通过编写进程管理的算法，要求学生掌握整个进程管理的各个环节，进程的数据结构描述，进程的各种状态之间的转换，以及进程的调度算法。

以加深对进程的概念及进程调度算法的理解，并且提高链表的应用能力，达到提高编程能力的目的。

二、实验原理及基本技术路线图（方框原理图）

用C语言或C++语言开发。

需要定义PCB的数据结构，用链表的形式管理进程，采用多级反馈队列调度的算法模拟进程的控制。

要求有创建、撤销、调度、阻塞、唤醒进程等功能。

进程的状态转换图

数据结构定义、主要变量的说明、函数的说明及各原语的功能说明

typedefstructPCB定义结构体PCB进程控制块；charNAME[20]定义结构体变量，进程名；longID定义进程id；intRUNTIME定义进程运行时间；charSTATE[6]定义进程状态有ready、wait、run；intPRIORITY定义权值。

typedefstructQNode{PCBpcb;structQNode*next;}QueuePtr;定义单链表，有定义指针next。

typedefstructLinkQueue{intprior;QueuePtr*front;QueuePtr*rear;intPartTime;}LinkQueue;

链队列中定：

优先级、结构体里的QueuePtr类型指针变量，指向该优先级的进程的头结点和尾结点，还运行的时间片。

LinkQueueReadyqueue[10]链队列的单链表。

voidschedule（）声明调度函数，用来调度进程的运行；voidshow（）声明输出函数，用来输出的一个函数；voidCreate（）声明创建进程的函数，用来创建进程。

yunxingshijian=1+（int）（rand（）%30）;此语句是随机生成一个整数赋给运行时间RUNTIME；youxianji=1+（int）（rand（）%9）;该语句随机生成一个整数（1~9）赋给优先级；strcpy（p->pcb.NAME,name）将名字赋给PCB块；strcpy（p->pcb.STATE,"Ready"）将进程状态赋给PCB块；p->pcb.PRIORITY=youxianji将优先级赋给PCB块；p->pcb.RUNTIME=yunxingshijian;将运行时间赋给PCB块；p->pcb.ID=id将id号赋给PCB块。

{Readyqueue[i].front->next=p->next;Readyqueue[i+1].rear->next=p;Readyqueue[i+1].rear=p;p->next=NULL;}p移到下一队列的队尾，使Readyqueue[i+1].rear指向最后一个结点。

{Readyqueue[i].front->next=p->next;Readyqueue[9].rear->next=p;p->next=NULL;Readyqueue[9].rear=p;}//p->next前移，把p移到运行结束的队列Readyqueue[9].rear。

多级反馈队列调度算法的描述

一个进程被调度，则其运行时间有p->pcb.RUNTIME=p->pcb.RUNTIME-（int）pow（2,i+1），此后如果该进程的p->pcb.RUNTIME<0或p->pcb.RUNTIME=0，此进程就结束且加入到Readyqueue[9].rear->next=p且p->next=NULL。

没有结束就移加到下一队列的尾部且优先级减“1”（Readyqueue[i].front->next=p->next;Readyqueue[i+1].rear->next=p;Readyqueue[i+1].rear=p;p->next=NULL;）。

然后往下执行。

如此循环.ivReadyqueue[i].front->next!

=NULL发生时，就往下一优先级运行。

直到所有进程结束。

程序功能结构图、流程图

<1>创建进程函数Create（）（左图）<2>调度函数schedule（）（右图）

三、所用仪器、材料（设备名称、型号、规格等）。

所用仪器：

计算中心201；操作系统：

MicrosoftVisualC++；软件平台：

MicrosoftVisualC++

四、实验方法、步骤

#include

#include

#include

#include

#include

typedefstructPCB//定义结构体PCB进程控制块

{

charNAME[20];//结构体变量，进程名

longID;//进程id

intRUNTIME;//进程运行时间

charSTATE[6];//进程状态readywaitrun

intPRIORITY;//权值

}PCB;

typedefstructQNode//单链表

{PCBpcb;

structQNode*next;

}QueuePtr;

typedefstructLinkQueue//链队列

{intprior;//优先级

QueuePtr*front;//结构体里的QueuePtr类型指针变量，指向该优先级的进程的头结点

QueuePtr*rear;//结构体里的QueuePtr类型指针变量，指向该优先级的进程的尾结点

intPartTime;//时间片

}LinkQueue;

LinkQueueReadyqueue[10];//链队列的单链表

intN;//N为当前进程数

voidschedule（）;//声明调度函数

voidshow（）;//声明输出函数

voidInitQueue（）//队列的初始化、给每个队列加个头结点

{

for（inti=0;i<10;i++）

{

Readyqueue[i].PartTime=（int）pow（2,i+1）;//每个进程的时间片

Readyqueue[i].prior=9-i;//每进程的优先级

Readyqueue[i].front=（QueuePtr*）malloc（sizeof（QueuePtr））;//为进程申请空间

Readyqueue[i].rear=Readyqueue[i].front;//初始化单链的头结点和尾结点指向同一位置

Readyqueue[i].front->next=NULL;//初始化时Readyqueue[i].front->next为空

}

}

//***************************创建进程**************************************************

voidCreate（）

{

InitQueue（）;

charname[20];longid=201031101;//定义ID和初始化为201031101

intm;

QueuePtr*p;

intyunxingshijian,youxianji;//运行时间、优先级

printf（"\n\t\t请输入要创建进程的数目：

"）;

fflush（stdin）;

scanf（"%d",&m）;

for（intj=1;j<=m;j++）//创建用户所需进程m个

{

printf（"\t\t输入进程名:

"）;//用户输入用户名

scanf（"%s",&name）;

srand（（int）time（0））;

yunxingshijian=1+（int）（rand（）%30）;//随机生成一个整数赋给运行时间

printf（"\t\t运行时间：

%d",yunxingshijian）;

srand（（int）time（0））;

youxianji=1+（int）（rand（）%9）;//随机生成一个整数（1~9）赋给优先级

printf（"\t优先级：

%d",youxianji）;

p=（QueuePtr*）malloc（sizeof（QueuePtr））;//插入就绪队列

QueuePtr*k;

for（inti=0;i<9;i++）//通过优先级寻找该进程应放置的队列

{

if（youxianji==9-i）

{

k=Readyqueue[i].front;//k为移动指针，寻找队列末尾进程

strcpy（p->pcb.NAME,name）;//将名字赋给PCB块

strcpy（p->pcb.STATE,"Ready"）;//将进程状态赋给PCB块

p->pcb.PRIORITY=youxianji;//将优先级赋给PCB块

p->pcb.RUNTIME=yunxingshijian;//将运行时间赋给PCB块

p->pcb.ID=id;//将id号赋给PCB块

if（k->next!

=NULL）

{

k=k->next;//k指针在寻找队列末尾进程

}

k->next=p;//将p接到队尾

p->next=NULL;//将队尾的next置为空

Readyqueue[i].rear=p;

}

}

N++;//保存当前就绪进程数

id++;//ID自动加"1"

printf（"\n\t第%d个进程创建成功!

\n\n",N）;

}

show（）;//调用输出函数show（）

}

//******************************调度函数*******************************************

voidschedule（）

{

QueuePtr*p;

for（inti=0;i<9;i++）

{

while（Readyqueue[i].front->next!

=NULL）

{

p=Readyqueue[i].front->next;//p指向Readyqueue[i].front->next的结点

Sleep（（int）pow（2,i+1））;//调用函数Sleep（）使进程i休眠

p->pcb.RUNTIME=p->pcb.RUNTIME-（int）pow（2,i+1）;//进程的时间减pow（2,i+1）

strcpy（p->pcb.STATE,"run"）;//调用strcpy（）把状态run复给p->pcb.STATE

p->pcb.PRIORITY--;//权值减减

show（）;

if（p->pcb.RUNTIME<0||p->pcb.RUNTIME==0）//判断p->pcb.RUNTIME是否<0或=0

{

Readyqueue[i].front->next=p->next;//p前移

Readyqueue[9].rear->next=p;//把p移到运行结束的队列Readyqueue[9].rear

p->next=NULL;

Readyqueue[9].rear=p;//使Readyqueue[9].rear指向最后一个结点

strcpy（p->pcb.STATE,"finish"）;//调用strcpy（）把状态finish复给p->pcb.STATE

show（）;//调用输出函数show（）

}

else

{

Readyqueue[i].front->next=p->next;

Readyqueue[i+1].rear->next=p;//p移到下一队列的队尾

Readyqueue[i+1].rear=p;//使Readyqueue[i+1].rear指向最后一个结点

p->next=NULL;

strcpy（p->pcb.STATE,"ready"）;//调用strcpy（）把状态ready复给p->pcb.STATE

}

}

}

}

//*******************************输出函数********************************************

voidshow（）//队列输出函数

{

QueuePtr*q=NULL;

printf（"\t名字ID运行时间优先级状态\n"）;

for（intj=0;j<10;j++）

{

q=Readyqueue[j].front->next;

while（q!

=NULL）

{

printf（"\t%s,\t%ld,\t%d,\t%d,\t%s\n",q->pcb.NAME,q->pcb.ID,q->pcb.RUNTIME,q->pcb.PRIORITY,q->pcb.STATE）;

q=q->next;

}

}

}

//***************************主函数*********************************************

voidmain（）

{

Create（）;

charchoice;

printf（"请选择是否要对以上进程进行调度?

（y（Y）或n（N））"）;

scanf（"%s",&choice）;//输入choice

while

（1）

{

if（choice=='Y'||choice=='y'）//判断choice的值

{

schedule（）;//如果choice的值是Y或y调度schedule（）函数

printf（"\t\t\t所有进程（%d个）运行结束！

\n",N）;

break;//调度结束、退出程序

}

if（choice=='N'||choice=='n'）//如果choice的值是N或n

exit（0）;//退出程序

if（choice!

='Y'&&choice!

='y'&&choice!

='N'&&choice!

='n'）//如果choice的值不是Y或或N或n

{

printf（"\t\t\t您的选择有误，请重新输入!

\n"）;//输出出错、重新输入

scanf（"%s",&choice）;

}

}

}

请加上程序的源代码，需要有详细的注释。

五、实验过程原始记录（数据、图表、计算等）

创建6个进程

进行调度（输入Y或y）

要不调度（输入N或n）

如果输入不是Y或y或N或n，则有如下

在

的情况下，想调度输入Y或y，退出输入N或n即可

程序的测试数据、运行截图

六、实验结果、分析和结论（误差分析与数据处理、成果总结等。

其中，绘制曲线图时必须用计算纸）

对整个上机过程、上机结果进行总结、分析。

包括收获、存在问题、改进等方面。

在这次上机中，我发现了自己有很多不足。

所以花了很长的时间才做出来，而且还在

老师多次的讲解之后，才悟出来的。

真是有点惭愧了。

在编程的过程中，就没有明白数组队列、链队列、PCB块及结构体的真正意思。

所以

老师说了是半懂不懂的，虽说从图书馆借来一本类似的书看，可到用时还是不完全明白。

在这几天，我努力了，我敢说。

就连睡觉了我都会在想为什么不可以这样、那样，看了好多学过的和没学过的书、知识点。

用多级反馈队列来实现，虽说没有很多美化的功能，我

相信，只要好好学，下一次我会做得好。

此外，存在的问题还是不少的，比如好多学过的知识都不记得了，也许是好长时间没复习了，也可能是太久没编程序了。

不过这也是我自己的问题所在。

真心的说，遇到杨老师这样的好老师，我很欣慰。

有耐心、讲得仔细、重

复的讲重点、举例说明难点、讲课精神足等等，真是当今大学难有的好老师。

在这次有深度的上机，觉得这样的程序还可以改进，比如：

程序运行背景、算法的简

洁等等。

我突然觉醒：

我该努力了