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++;
}
}