操作系统课程设计报告

东莞理工学院

操作系统课程设计报告学院：计算机学院

专业班级：13软件工程1班

提交时间：2015/9/14

指导教师评阅意见：

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项目名称：进程与线程管理功能

一、设计目的

用语言来模拟进程和线程管理系统，加深对进程和线程的理解，掌握对进程和线程各种状态和管理的算法原理。

二、环境条件

系统：WindowsXP、VMWare、Ubuntu Linux

语言：C/C++

开发工具：gcc/g++、Visual C++ 6.0

三、设计内容

1. 项目背景

计算机的硬件资源有限，为了提高内存的利用率和系统的吞吐量，就要根据某种算法来管理进程和线程的状态从而达到目的。

进程与线程管理功能完成基于优先级的抢占式线程调度功能，完成进程虚拟内存管理功能。

进程与线程管理功能

基本要求：完成基于优先级的抢占式线程调度功能，完成进程虚拟内存管理功能。

提高要求：（增加1项就予以加分）

(1) 实现多种线程调度算法；

(2)通过“公共信箱”进行通信的机制，规定每一封信的大小为128字节，实现两个用户进程之间通过这个“公共信箱”进行通信。

(3) 实现多用户进程并发的虚拟内存管理功能。

(4) 实现用户进程间通信功能，并用生产者/消费者问题测试进程间通信功能的正确性。

(5) 实现改进型Clock页面置换算法。

(6) 实现Cache功能，采用FIFO替换算法。

2. 扩展内容

实现多种线程调度算法:时间片轮转调度算法

四、人员分工

优先级调度算法：钟德新，莫友芝

时间片轮转调度算法：张德华，袁马龙

设计报告由小组队员共同完成。小组成员设计的代码分工如下：

钟德新编写的代码：void Prinft(){

PCB *p;

system("cls");//清屏

p=run; //运行队列

if(p!=NULL)

{

p->next=NULL;

}

cout<<"当前正在运行的进程："<

cout<<"进程名称"<<"\t"<<"优先数"<<"\t"<<"还需要时间"<<"\t"<<"已运行时间"<<"\t"<<"状态:"<

while(p!=NULL)

{

cout<procname<<"\t\t"<pri<<"\t"<needOftime<<"\t\t"<runtime<<"\t\t"<state<

p=p->next;

}

cout<

cout<<"当前的就绪队列："<

p=ready; //就绪队列

while(p!=NULL)

{

cout<procname<<"\t\t"<pri<<"\t"<needOftime<<"\t\t"<runtime<<"\t\t"<state<

p=p->next;

}

cout<

cout<<"当前已经完成的进程："<

p=finish;

while(p!=NULL)

{

cout<procname<<"\t\t"<pri<<"\t"<needOftime<<"\t\t"<runtime<<"\t\t"<state<

p=p->next;

}

}

这个函数是优先级调度算法程序的界面函数，主要为程序运行时能够直观的显示结果

void insert(PCB *p)

{

PCB *S1,*S2;

if(ready==NULL) //判断队列是否为空

{

p->next = NULL;

ready = p; //插入就绪队列

}else{

S1 = ready;

S2 = S1;

while(S1!=NULL)

{

if(S1->pri >= p->pri) //判断优先级大小

{

S2 = S1; //置换位置

S1 = S1->next;

}else{

break; //跳出循环

}

}

if(S2->pri >= p->pri)

{

S2->next = p;

p->next = S1;

}else{

p->next = ready;

ready = p;

}

}

}

这是程序优先级排序的函数，也是优先级调度算法的核心思想函数，对程序的优先级通过指针进行排序，再将队首的程序调入运行队列，通过置换的方法，将运行队列队首即占用CPU的程序调入就绪队列，如此循环直至所有程序终止为止。

莫友芝编写的代码：void priority()

{

run = ready;

ready = ready->next;

run->state = "运行";

while(run!=NULL) /*当运行队列不空时，有进程正在运行*/

{

Dtime(3);//调用延时函数，延时3秒

run->runtime=run->runtime+1; //运行时间+1

run->needOftime=run->needOftime-1; //完成需要时间-1

run->pri=run->pri-1; /* //优先级-1每运行一次优先数降低1个单位*/

if(run->needOftime==0) /*如所需时间为0将其插入完成队列*/

{

run->state = "完成";

run->next = finish;

finish = run;

run=NULL; /*运行队列头指针为空*/

if(ready!=NULL) /*如就绪队列不空*/

{

run = ready;

run->state = "运行";

ready = ready->next;

}

}else if( (ready!=NULL)&&(run->pri < ready->pri) ){ //就绪队列不为空，就绪队列队首优先级大于运行队列队首