操作系统试验报告.docx

1、操作系统试验报告大学学院操作系统实验报告姓 名： 年 级： 专 业： 计算机科学与技术学 号： 任课教师：开课时间：20092010学年第二学期实验（一）（多级反馈队列）一、问题描述：（四号黑体）基于时间片轮转并结合优先权的调度算法，这种调度策略具有较好的性能，能够满足各类用户的需要。二、程序分析与设计：（四号黑体）1、基本思想（四号仿宋，单倍行距） 将就绪进程分为两级或多级，系统相应建立两个或多个就绪进程队列，较高优先级的队列一般分配给较短的时间片。处理器调度先从高级就绪进程队列中选取可占有处理器的进程，只有在选不到时，才从较低级的就绪进程队列中选取。 进程并非总是固定在某一队列中，新进程进

2、入系统后，被存放在第一个队列的末尾。如果某个进程在规定的时间片内没有完成工作，则把它转入到下一个队列的末尾，直至进入最后一个队列。系统先运行第一个队列中的进程。当第一队列为空时，才运行第二个队列中的进程。依此类推，仅当前面所有的队列都为空时，才运行最后一个队列中的进程。2、结构定义（四号仿宋，单倍行距）typedef struct node /*进程节点信息*/ char name20; /*进程的名字*/ int prio; /*进程的优先级*/ int round; /*分配CPU的时间片*/ int cputime; /*CPU执行时间*/ int needtime; /*进程执行所需要

3、的时间*/ char state; /*进程的状态，W-就绪态，R-执行态，F-完成态*/ int count; /*记录执行的次数*/ struct node *next; /*链表指针*/ PCB; typedef struct Queue /*多级就绪队列节点信息*/ PCB *LinkPCB; /*就绪队列中的进程队列指针*/ int prio; /*本就绪队列的优先级*/ int round; /*本就绪队列所分配的时间片*/ struct Queue *next; /*指向下一个就绪队列的链表指针*/ ReadyQueue; 3、算法描述（四号仿宋，单倍行距）#include #i

4、nclude #define ReadyNum 3#define ProNum 5typedef struct node /*进程节点信息*/ char name20; /*进程的名字*/ int needtime; /*进程执行所需要的时间*/ char state; /*进程的状态，W就绪态，R执行态，F完成态*/ int count; /*记录执行的次数*/ struct node *next; /*链表指针*/ struct node *head; struct node *rear; PCB; typedef struct Queue /*多级就绪队列节点信息*/ struct Qu

5、eue *head; PCB LinkPCB100;struct Queue *rear;int round; /*本就绪队列所分配的时间片*/ struct Queue *next; /*指向下一个就绪队列的链表指针*/ ReadyQueue; int Num;int m=0;int b=0;ReadyQueue QueueReadyNum;void InsertPrio(); /*创建就绪队列，规定优先数越小，优先级越低*/ void MultiDispatch(); /*多级调度算法，每次执行一个时间片*/ int printn=0;void print(PCB p1);void cre

6、atprint(PCB p1);PCB printheadProNum;using namespace std;void InsertPrio()/设置每个队列的时间片 int i; for(i=0;iReadyNum;i+) cout请输入第i+1个就绪队列的时间片： Queuei.round; void InsertFinish(int m)/创建第一个就绪队列 int i=0; PCB p1; cout请输入进程信息endl; cout进程名和需要的执行时间endl; for(i=0;ip1.name; cinp1.needtime; Queue0.LinkPCBi=p1; void I

7、nsert(PCB p1)/创建第二个就绪队列 PCB *head; Queue1.LinkPCBm=p1;m+; void Insert2(PCB p1)/创建第三个就绪队列 PCB *p2; Queue2.LinkPCBb=p1;b+; void MultiDispatch(int q) int i=0,j;int flag=1; PCB p1; int u=0;int u1=0;int u2=0; p1=Queue0.LinkPCBi; for(i=0;iProNum;i+) p1=Queue0.LinkPCBu; u+; if(p1.needtime-Queue0.round)=0)

8、p1.state=F;p1.count+;print(p1); else p1.needtime=p1.needtime-Queue0.round;Insert(p1) ; p1=Queue1.LinkPCB0; for(i=0;im;i+) p1=Queue1.LinkPCBu1; u1+; if(p1.needtime-Queue1.round)=0) p1.state=F;p1.count=p1.count+2;print(p1); else p1=Queue1.LinkPCBu1-1;p1.needtime=p1.needtime-Queue1.round;Insert2(p1) ;

9、p1=Queue2.LinkPCB0; for(i=0;ib;i+) p1=Queue2.LinkPCBu2; u2+; if(p1.needtime-Queue2.round)=0) p1.state=F;p1.count=p1.count+3;print(p1); else p1.state=w;p1.count=0;print(p1); void print(PCB p1)int n=0; if(printn=0) printheadprintn=p1;printn+; else printheadprintn=p1;printn+; void Output() int n=0; cou

10、t进程名 进程状态 进程轮转次数 endl; while(nProNum) coutprintheadn.name printheadn.state printheadn.countendl; n+; int main() printf(固定三个就绪队列，5个进程数n); int i; InsertPrio(); InsertFinish(m); MultiDispatch(m); Output(); system(PAUSE); return EXIT_SUCCESS;三、调试与运行：四、总结：（四号黑体）1、本程序的优点和不足之处（四号仿宋，单倍行距） 操作简单直观明了，但没有完全模拟出算

11、法，如果进程所需时间过大，不能显示出完成的。仍然处于等待状态。固定了就绪队列的个数和进程的个数。只是简单的模拟了多级反馈算法思路。2、心得体会（四号仿宋，单倍行距） 对多级反馈队列调度算法更熟悉了一些实验（二）（页面置换）一、问题描述：主要包括三种典型的置换算法：最佳适用（OPT）算法，先进先出（FIFO）算法，最久未使用（URL）算法。二、程序分析与设计：1、基本思想 A.最佳适用算法：所选择的淘汰页是以后永不使用或者以后最长时间不需要访问的页，是一种理想化的算法，具有最好的性能，通常可以保证最低的缺页率。实现方法：利用一个与内存块相同大小的数组记录以后的重复出现的页面位置，如未出现则为最大

12、，然后对这个数组进行比较，选出位置最大的页予以淘汰。 B先进先出算法：总是淘汰最先进入内存的页，也就是将内存中中驻留时间最久的页面。实现方法：在内存块数组中，按顺序存入数组，依次淘汰，即最先进来的先淘汰。C最久未使用算法：根据页面调入内存后的使用情况进行决策，选择最近最久未使用的页面予以淘汰。实现方法：每次将页面存入内存数组栈顶，然后下面的一次向下移，在栈底位置的页面为下一次要淘汰的页。2、结构定义#define N 10 /页面数int aN,b32; / a为要调入内存的页面，b为内存块数组while(f) /对内存块数组进行初始化 for(j=0;jm;j+) bj=-1; 3、算法描述

13、#include #include #define N 10using namespace std; int aN,b32; /a为要调入内存的页面，b为内存块数组 void Optimal(int m) coutn OPT算法置换 nendl; int i=0,j=0,count=0,k; while(iN) for(k=0;km;k+) if(bk=ai) cout内存中有这个页面,直接访问.endl; break; / 判断内存中是否有该页面. if(k=m) if(bm-10) /内存未满的情况/ bj=ai; coutbj页面进入内存 , ; count+; cout产生count次

14、缺页endl; j+; j=j%m; else int temp4; /存储内存块中的页号在下一次使用的位置 int h=j; while(ah!=b0&hN) +h; temp0=h; h=j; while(ah!=b1&hN) +h; temp1=h; h=j; while(ah!=b2&hN) +h; temp2=h; h=j; while(ah!=b3&hN) +h; temp3=h; int max_x=0;/最后定位要换出的页号所在的内存号 int max=temp0; for(int c=0;cmax) max=tempc;max_x=c; count+; coutbmax_x被

15、置换出去,ai进入内存产生count次缺页 endl; bmax_x=ai; i+; coutendl; cout共缺页count次 缺页率为：count*0.1/Nendl; /-FIFO算法置-/void FIFO( int m ) coutn FIFO算法置换 nendl; int i=0,j=0,count=0,k; while(i10) for(k=0;km;k+) if(bk=ai) cout内存中有这个页面,直接访问.endl; break; / 判断内存中是否有该页面. if(k=m) if(bm-10) bj=ai; coutbj页面进入内存 , ; count+; cout

16、产生count次缺页endl; j+; j=j%m; else count+; coutbj被置换出去,ai进入内存产生count次缺页 endl; bj=ai; j+; j=j%m; i+;coutendl; cout共缺页count次 缺页率为：count*0.1/Nendl; /-LRU算法-/ void LRU(int m) coutn LRU算法置换 nendl; int k; int i=0,j=0,count=0; while(i10) for(k=0;km;k+) if(bk=ai) cout内存中有这个页面,直接访问.endl; break; / 判断内存中是否有该页面. i

17、f(k=m) int temp,t; temp=bm-1; for(t=0;tm-1;t+) bt+1=bt; /新入的页始终放在栈顶 b0=ai; count+; if(temp=-1) coutb0进入内存 endl; else couttemp被置换出去,ai进入内存产生count次缺页 endl; i+; coutendl; cout共缺页count次 缺页率为：count*0.1/Nendl; int main(int argc, char *argv) int sf,f=1,m,i,j,n; coutm; cout请输入页面次序:(N个页面）endl; for(i=0;in; ai

18、=n; /初始化bj;使等于-1,表示开始时内存中无页面. while(f) for(j=0;jm;j+) bj=-1; cout请输入页面置换算法：1、最佳置换算法 2、先进先出算法 3、最近最久为未使用算法 sf; switch(sf) case 1:Optimal(m);break; case 2:FIFO(m);break; case 3:LRU(m);break; default:cout选择错误！endl; coutendl; cout是否继续,按1继续，按0退出f; system(PAUSE); return EXIT_SUCCESS;三、调试与运行：四、总结：1、本程序的优点和

19、不足之处（四号仿宋，单倍行距） 操作简单明了，结果用表格形式表现将会更直观2、心得体会（四号仿宋，单倍行距）三种页面置换算法FIFO,LRU,OPT,容易理解,但在实际实现过程的时候要注意各种细节。对算法的时间复杂度的分析还是不熟悉实验（三）银行家算法一、问题描述：银行家算法是一种最有代表性的避免死锁的算法。在避免死锁方法中允许进程动态地申请资源，但系统在进行资源分配之前，应先计算此次分配资源的安全性，若分配不会导致系统进入不安全状态，则分配，否则等待。二、程序分析与设计：1、基本思想(1),进程一开始向系统提出最大需求量. (2),进程每次提出新的需求都统计是否超出它事先提出的最大需求量.

20、(3),若正常,则判断该进程所需剩余剩余量(包括本次申请)是否超出系统所掌握的剩余资源量,若不超出,则分配,否则等待. 2、结构定义int Max100100=0;/各进程所需各类资源的最大需求int Avaliable100=0;/系统可用资源char name100=0;/资源的名称int Allocation100100=0;/系统已分配资源int Need100100=0;/还需要资源int Request100=0;/请求资源向量int temp100=0;/存放安全序列int Work100=0;/存放系统可提供资源int M=100;/作业的最大数为100int N=100;/资

21、源的最大数为1003、算法描述#include#include#include#define False 0#define True 1int Max100100=0;/各进程所需各类资源的最大需求int Avaliable100=0;/系统可用资源char name100=0;/资源的名称int Allocation100100=0;/系统已分配资源int Need100100=0;/还需要资源int Request100=0;/请求资源向量int temp100=0;/存放安全序列int Work100=0;/存放系统可提供资源int M=100;/作业的最大数为100int N=100;

22、/资源的最大数为100void showdata()/显示资源矩阵 int i,j; cout系统目前可用的资源Avaliable:endl; for(i=0;iN;i+) coutnamei ; coutendl; for (j=0;jN;j+) coutAvaliablej ;/输出分配资源 coutendl; cout Max Allocation Needendl; cout进程名 ; for(j=0;j3;j+) for(i=0;iN;i+) coutnamei ; cout ; coutendl; for(i=0;iM;i+) cout i ; for(j=0;jN;j+) cou

23、tMaxij ; cout ; for(j=0;jN;j+) coutAllocationij ; cout ; for(j=0;jN;j+) coutNeedij ; coutendl; int changdata(int i)/进行资源分配 int j;for (j=0;jM;j+) Avaliablej=Avaliablej-Requestj; Allocationij=Allocationij+Requestj; Needij=Needij-Requestj;return 1;int safe()/安全性算法int i,k=0,m,apply,Finish100=0;int j;int

24、 flag=0; for(i=0;iN;i+) Worki=Avaliablei;for(i=0;iM;i+) apply=0; for(j=0;jN;j+) if (Finishi=False&Needij=Workj) apply+; if(apply=N) for(m=0;mN;m+) Workm=Workm+Allocationim;/变分配数 Finishi=True; tempk=i; i=-1; k+; flag+; for(i=0;iM;i+) if(Finishi=False) cout系统不安全endl;/不成功系统不安全 return -1; cout系统是安全的!endl;/如果安全，输出成功 cout分配的序列:;for(i=0;iM;i+)/输出运行进程数组 couttempi; if(iM-1) cout; coutendl; return 0;void share()/利用银行家算法对申请资源对进行判定char ch;int i=0,j=0;ch=y;cout请输入要求分配的资源进程号(0-M-1i;/输入须申请的资源号cout请输入进程 i 申请的资源:endl;for(j=0;jN;j+) coutnamejReques