昆明理工大学进程管理实验报告

理工大学信息工程与自动化学院学生实验报告

（ 2010—2011学年第二学期）

课程名称：操作系统开课实验室：年月日

目录

一、实验目的1

二、实验原理及基本技术路线图1

1.进程的状态转换图2

2.各原语的功能说明2

3.多级反馈队列调度算法的描述3

4.程序功能结构图4

5.流程图4

6.数据结构定义5

7.主要变量的说明6

8.函数的说明6

四、实验方法、步骤6

五、实验过程原始记录18

六、实验结果、分析和结论21

一、实验目的

通过编写进程管理的算法，要求学生掌握整个进程管理的各个环节，进程的数据结构描述，进程的各种状态之间的转换，以及进程的调度算法。以加深对进程的概念及进程调度算法的理解，并且提高链表的应用能力，达到提高编程能力的目的。

二、实验原理及基本技术路线图（方框原理图）

用C语言或C++语言开发。需要定义PCB的数据结构，用链表的形式管理进程，采用多

级反馈队列调度的算法模拟进程的控制。要求有创建、撤销、调度、阻塞、唤醒进程等功能。

1.进程的状态转换图：

2.各原语的功能说明:

-进程创建原语：进程创建是调用创建原语来实现。创建原语扫描系统的PCB链表，在找到一定PCB 链表之后，填入调用者提供的有关参数（这些参数包括：进程名、进程优先级P0、进程正文段起始地址d0、资源清单R0等），最后形成代表进程的PCB结构。

-进程撤销（终止）: 撤消原语首先检查PCB进程链或进程家族，寻找所要撤消的进程是否存在。如果找到了所要撤消的进程的PCB结构，则撤消原语释放该进程所占有的资源之后，把对应的PCB结构从进程链或进程家族中摘下并返回给PCB空队列。如果被撤消的进程有自己的子进程，则撤消原语先撤消其子进程的PCB结构并释放子进程所占用的资源之后，再撤消当前进程的PCB结构和释放其资源。

-阻塞原语：当发生引起阻塞的事件时，该原语被该进程自己调用来阻塞自己。阻塞

原语在阻塞一个进程时，由于该进程正处于执行状态，故应先中断处理机和保存该进程的CPU现场。然后将被阻塞进程置“阻塞”状态后插入等待队列中，再转进程调度程序选择新的就绪进程投入运行。

-唤醒原语：当等待队列中的进程所等待的事件发生时，等待该事件的所有进程都将被唤醒。一个处于阻塞状态的进程不可能自己唤醒自己。唤醒一个进程有两种方法：一种是由系统进程唤醒。另一种是由事件发生进程唤醒。当由系统进程唤醒等待进程时，系统进程统一控制事件的发生并将“事件发生”这一消息通知等待进程。从而使得该进程因等待事件已发生而进入就绪队列。等待进程也可由事件发生进唤醒。由事件发生进程唤醒时，事件发生进程和被唤醒进程之间是合作关系。因此，唤醒原语既可被系统进程调用，也可被事件发生进程调用。我们称调用唤醒原语的进程为唤醒进程。

3.多级反馈队列调度算法的描述：

(1) 应设置多个就绪队列，并为各个队列赋予不同的优先级。第一个队列的优先级最高，第二个队列次之，其余各队列的优先权逐个降低。该算法赋予各个队列中进程执行时间片的大小也各不相同，在优先权愈高的队列中，为每个进程所规定的执行时间片就愈小。例如，第二个队列的时间片要比第一个队列的时间片长一倍，……，第i+1个队列的时间片要比第i个队列的时间片长一倍。图 3-5 是多级反馈队列算法的示意。

(2) 当一个新进程进入存后，首先将它放入第一队列的末尾，按FCFS原则排队等待调度。当轮到该进程执行时，如它能在该时间片完成，便可准备撤离系统；如果它在一个时间片结束时尚未完成，调度程序便将该进程转入第二队列的末尾，再同样地按FCFS原则等待调度执行；如果它在第二队列中运行一个时间片后仍未完成，再依次将它放入第三队列，……，如此下去，当一个长作业(进程)从第一队列依次降到第n队列后，在第n队列中便采取按时间片轮转的方式运行。

(3) 仅当第一队列空闲时，调度程序才调度第二队列中的进程运行；仅当第1~(i-1) 队列均空时，才会调度第i队列中的进程运行。如果处理机正在第i队列中为某进程服务时，又有新进程进入优先权较高的队列(第1~(i-1)中的任何一个队列)，则此时新进程将抢占正在运行进程的处理机，即由调度程序把正在运行的进程放回到第i队列的末尾，把处理机分配给新到的高优先权进程。

4.程序功能结构图：

5.流程图：

6.数据结构定义：

char name[20]; /*进程的名字*/

int supernumber; /*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*/

7.主要变量的说明：

PCB *run=NULL,*finish=NULL; /*定义三个队列，就绪队列，执行队列和完成队列*/ ReadyQueue *Head = NULL; /*定义第一个就绪队列*/

int num; /*进程个数*/

int ReadyNum; /*就绪队列个数*/

8.函数的说明：

void Output(); /*进程信息输出函数*/

void InsertFinish(PCB *in); /*将进程插入到完成队列尾部*/

void Insertsupernumber(ReadyQueue *in); /*创建就绪队列，规定优先数越小，优先级越低*/

void supernumberCreate(); /*创建就绪队列输入函数*/

void GetFirst(ReadyQueue *queue); /*取得某一个就绪队列中的队头进程*/ void InsertLast(PCB *in,ReadyQueue *queue); /*将进程插入到就绪队列尾部*/ void ProcessCreate(); /*进程创建函数*/

void RoundRun(ReadyQueue *timechip); /*时间片轮转调度算法*/

void MultiDispatch(); /*多级调度算法，每次执行一个时间片*/

三、三、所用仪器、材料（设备名称、型号、规格等）。

计算机一台

四、实验方法、步骤

# include

# include

# include

# include

typedef struct node /*进程节点信息*/

{

char name[20]; /*进程的名字*/