操作系统实验一模拟进程状态转换.docx
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操作系统实验一模拟进程状态转换
实验一模拟进程状态转换及其PCB的变化
一、实验目的：
自行编制模拟程序，通过形象化的状态显示，使学生理解进程的概念、进程之间的状态转换及其所带来的PCB内容、组织的变化，理解进程与其PCB间的一一对应关系。
二、实验内容及要求：
（1）、设计并实现一个模拟进程状态转换及其相应PCB内容、组织结构变化的程序。
（2）、独立编写、调试程序。
进程的数目、进程的状态模型（三状态、五状态、七状态或其它）以及PCB的组织形式可自行选择。
（3）、合理设计与进程PCB相对应的数据结构。
PCB的内容要涵盖进程的基本信息、控制信息、资源需求及现场信息。
（4）、设计出可视性较好的界面，应能反映出进程状态的变化引起的对应PCB内容、组织结构的变化。
（5）、代码书写要规范，要适当地加入注释。
（6）、鼓励在实验中加入新的观点或想法，并加以实现。
（7）、认真进行预习，完成预习报告。
（8）、实验完成后，要认真总结，完成实验报告。
三、实现:
数据结构
structPCB{
charname;
intpriority;
intneedtime;
booloperator<（constPCB&b）const{
returnpriority>b.priority;
}
};
五状态进程模型
最高优先数优先调度算法流程图
四、运行结果：
图1创建2个进程，因为这时cpu空闲所以内核调度，b优先级高先执行
图2超时，因为这时cpu空闲所以内核调度，b优先级还是比a高所以先执行
图32个进程均被阻塞，其中一旦进程被阻塞就会引发调度
图4唤醒1个进程，从阻塞队列取队首放到就绪队列队尾，由于这时cpu空闲所以内核调度
五、源代码：
#include
#include
usingnamespacestd;
intReady_len=0;
intBlocked_len=0;
intCPU_state=0;
structPCB{
charname;
intpriority;
intneedtime;
booloperator<（constPCB&b）const{
returnpriority>b.priority;
}
};
PCBReady[100];
PCBBlocked[100];
PCBCpu;
booldispatch（）;
boolcreat（intNUM）{//创建一个新的进程
while（NUM--）{
printf（"输入进程名（一个字符）、所需时间（一个整数）、优先级（一个整数）:
\n"）;
scanf（"%s%d%d",&（Ready[Ready_len].name）,&（Ready[Ready_len].needtime）,&（Ready[Ready_len].priority））;getchar（）;
Ready_len++;
}
if（CPU_state==0）//如果CPU空闲，则调度
dispatch（）;
}
booldispatch（）{
if（CPU_state==0）{
if（Ready_len!
=0）{
sort（Ready,Ready+Ready_len）;
Cpu.name=Ready[0].name;Cpu.needtime=Ready[0].needtime;Cpu.priority=Ready[0].priority;
if（Ready_len!
=1）//就绪队列剔除队首元素
for（intindx=1;indxReady[indx-1].name=Ready[indx].name;Ready[indx-1].needtime=Ready[indx].needtime;Ready[indx-1].priority=Ready[indx].priority;
}
Ready_len--;
CPU_state=1;
printf（"***%c进程送往CPU执行\n",Cpu.name）;
Cpu.needtime--;
Cpu.priority--;
}else{
printf（"***就绪队列为空，无法调度\n"）;
returnfalse;
}
}else{
printf（"***CPU忙，无法调度\n"）;
}
}
booltime_out（）{
if（CPU_state==1）{
if（Cpu.needtime==0）
printf（"***%c时间片用完，并且执行完毕，被释放\n",Cpu.name）;
else{
Ready[Ready_len].name=Cpu.name;Ready[Ready_len].needtime=Cpu.needtime;Ready[Ready_len].priority=Cpu.priority;
Ready_len++;
printf（"***%c时间片用完\n",Cpu.name）;
}
CPU_state=0;
Cpu.name=0;
Cpu.needtime=0;
Cpu.priority=0;
if（Ready_len!
=0）//时间片用完，如果就绪队列不为空，则调度
dispatch（）;
}else{
printf（"***没有进程在CPU中，无法超时\n"）;
}
}
boolevent_wait（）{
if（CPU_state==1）{
Blocked[Blocked_len].name=Cpu.name;Blocked[Blocked_len].needtime=Cpu.needtime;Blocked[Blocked_len].priority=Cpu.priority;
Blocked_len++;
printf（"***%c被阻塞\n",Cpu.name）;
CPU_state=0;
if（Ready_len!
=0）//进程被阻塞，如果就绪队列不为空，则调度
dispatch（）;
}else
printf（"***没有进程在CPU中，无法阻塞\n"）;
}
boolevent_occur（）{
if（Blocked_len!
=0）{
//sort（Blocked,Blocked+Blocked_len）;
Ready[Ready_len].name=Blocked[0].name;Ready[Ready_len].needtime=Blocked[0].needtime;Ready[Ready_len].priority=Blocked[0].priority;
Ready_len++;
if（Blocked_len!
=1）//阻塞队列剔除队首元素
for（intindx=1;indxBlocked[indx-1].name=Blocked[indx].name;Blocked[indx-1].needtime=Blocked[indx].needtime;Blocked[indx-1].priority=Blocked[indx].priority;
}
Blocked_len--;
//printf（"%d%d",Blocked_len,Ready_len）;
printf（"***%c被唤醒\n",Ready[Ready_len-1].name）;
if（CPU_state==0）//如果CPU空闲，则调度
dispatch（）;
//printf（"%d%d",Blocked_len,Ready_len）;
}else
printf（"***阻塞队列为空，无法唤醒\n"）;
}
intmain（）{
intCputime=1;
while
（1）{
printf（"\n1:
New\t\t\t2:
Dispatch\n"）;
printf（"3:
Timeout\t\t4:
Eventwait\n"）;
printf（"5:
Eventoccur\t\t0:
exit\n"）;
printf（"输入1--5实现相应的功能：
\n"）;
intselect;
scanf（"%d",&select）;getchar（）;
switch（select）{
case1:
intnum;
printf（"输入要创建的进程数：
\n"）;
scanf（"%d",&num）;
getchar（）;
creat（num）;
break;
case2:
dispatch（）;
break;
case3:
time_out（）;
break;
case4:
event_wait（）;
break;
case5:
event_occur（）;
break;
case0:
exit（0）;
break;
}
printf（"****************************Cputime:
%3d****************************\n",Cputime）;
printf（"状态\t\t进程名\t\t需要时间\t\t优先级\n"）;
if（CPU_state）{//显示CPU中的进程
printf（"Running:
\t%c\t\t",Cpu.name）;
printf（"%d\t\t\t",Cpu.needtime）;
printf（"%d\n",Cpu.priority）;
}
if（Ready_len）{//显示Ready队列中的进程
for（inta=0;aprintf（"Ready%d:
\t\t",a）;
printf（"%c\t\t",Ready[a].name）;
printf（"%d\t\t\t",Ready[a].needtime）;
printf（"%d\n",Ready[a].priority）;
}
}
if（Blocked_len）{//显示Blocked队列中的程序
for（intb=0;bprintf（"Blocked%d:
\t",b）;
printf（"%c\t\t",Blocked[b].name）;
printf（"%d\t\t\t",Blocked[b].needtime）;
printf（"%d\n",Blocked[b].priority）;
}
}
printf（"*******************************************************************\n"）;
Cputime++;
}
}
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