多道程序实验报告

一、实验目的
1. 理解多道程序设计的基本原理和实现方法。

2. 掌握进程调度、同步、互斥等概念。

3. 熟悉操作系统多道程序执行的控制和管理。

4. 通过实验加深对多道程序设计理论的理解。

二、实验环境
1. 操作系统：Linux
2. 编程语言：C/C++
3. 开发环境：Code::Blocks
三、实验内容
1. 多道程序设计基本原理
2. 进程调度算法
3. 进程同步与互斥
4. 实现多道程序运行环境
四、实验步骤
1. 多道程序设计基本原理
（1）创建多个进程，模拟多道程序执行。

（2）设计进程调度算法，实现进程之间的切换。

（3）设置进程同步与互斥机制，保证进程间的正确执行。

2. 进程调度算法
（1）设计先来先服务（FCFS）调度算法。

（2）设计时间片轮转（RR）调度算法。

（3）设计优先级调度算法。

3. 进程同步与互斥
（1）设计信号量机制，实现进程同步。

（2）设计互斥锁，实现进程互斥。

4. 实现多道程序运行环境
（1）创建一个模拟CPU的环境，包括进程控制块、进程状态等。

（2）编写调度程序，实现进程调度。

（3）编写同步与互斥程序，实现进程同步与互斥。

五、实验结果与分析
1. 多道程序设计基本原理
实验结果显示，通过创建多个进程，实现了多道程序的并行执行。

进程调度算法的设计使得进程能够按照预定策略进行切换，提高了CPU的利用率。

2. 进程调度算法
（1）FCFS调度算法：实验结果显示，FCFS调度算法简单易实现，但可能导致进程响应时间较长，影响系统性能。

（2）RR调度算法：实验结果显示，RR调度算法能够有效缩短进程的响应时间，提高系统性能。

但时间片设置不合理时，可能导致进程切换过于频繁，影响系统性能。

（3）优先级调度算法：实验结果显示，优先级调度算法能够根据进程优先级进行
调度，提高系统响应速度。

但若优先级设置不合理，可能导致低优先级进程长时间得不到执行。

3. 进程同步与互斥
（1）信号量机制：实验结果显示，信号量机制能够实现进程同步，防止进程竞争
资源。

（2）互斥锁：实验结果显示，互斥锁能够实现进程互斥，保证数据的一致性。

4. 实现多道程序运行环境
实验结果显示，通过设计进程控制块、进程状态等，实现了多道程序运行环境。

调度程序能够按照预定策略进行进程切换，同步与互斥程序能够保证进程间的正确执行。

六、实验总结
通过本次实验，我们深入了解了多道程序设计的基本原理、进程调度算法、进程同步与互斥等概念。

在实验过程中，我们学会了如何通过编程实现多道程序运行环境，并分析了不同调度算法和同步互斥机制对系统性能的影响。

通过本次实验，我们提高了对操作系统多道程序设计的理解，为今后从事相关领域的研究和工作奠定了基础。