《计算机操作系统》实验要求

实验二
实验三
实验一 进程调度算法模拟 实验二 页面置换算法模拟 实验三 银行家算法模拟
实验一
进程调度算法模拟
【开发语言及实现平台或实验环境】 Java/C++/C# Myeclipse等/Turbo C / Microsoft Visual Studio 6.0 / Microsoft Visual Studio .NET 2010 【实验目的】 （1）加深对进程的概念及进程调度算法的理解； （2）在了解和掌握进程调度算法的基础上，编制进程调度算法通用程 序，将调试结果显示在计算机屏幕上，并检测机算和笔算的一致性。 【实验要求】 （1）了解进程调度； （2）理解利用进程调度算法进行调度的原理； （3）使用某种编程语言进行算法模拟。 【实验原理】 （注意：这个仅是个例子，可以参考本例，选择其他算法进行实验） 1、 例题：设计一个有N个进程的进程调度算法。 进程调度算法：采用最高优先数的调度算法（即把处理机分配给优 先数最高的进程）。 每个进程有一个进程控制块（PCB）表示。进程控制块可以包含如 下信息：进程名、优先数、到达时间、需要运行时间、已用CPU时间、 进程状态等等。 进程的优先数及需要的运行时间可以事先人为的指定（也可以由随 机数产生）。进程的到达时间为进程的输入的时间。进程的运行时间以 时间片为单位进行计算。 每个进程的状态可以是就绪W（Wait）、运行R（Run）、或完成 F（Finish）三种状态之一。就绪进程获得CPU后都只能运行一个时间 片。用已占用CPU时间加1表示。 如果运行一个时间片后，进程的已占用CPU时间已达到所需要的运 行时间，则撤销该进程，如果运行一个时间片后，进程的已占用CPU时 间还未达到所需要的运行时间，也就是进程还需要继续运行，此时应该 将进程的优先数减1（即降低一级），然后把它插入就绪队列等待 CPU。
为:%d\n",g_queue[id].s_static_prior); printf("进程的动态优先权 为:%d\n",g_queue[id].s_dynamic_prior); printf("进程的到达时间 为:%d\n",g_queue[id].s_start_time); printf("进程需要时间 为:%d\n",g_queue[id].s_need_time); printf("进程已用CPU时间 为:%d\n",g_queue[id].s_used_time); printf("进程的状态为:%d\n",g_queue[id].s_state); printf("\n"); } else { printf("创建进程失败\n"); } } }wk.baidu.comvoid Init_Queue() { int i; for(i=0;i<PRO_NUM;++i) { g_queue[i].s_id=i; g_queue[i].s_dynamic_prior=MIN_PRIOR; g_queue[i].s_need_time=0; g_queue[i].s_start_time=0; g_queue[i].s_static_prior=MIN_PRIOR; g_queue[i].s_used_time=0; g_queue[i].s_state=FINISH; } } Uint32 Create_Process(Uint32 pri,Uint32 needtime) {
int i=0; Uint32 id=ID_ERROR; for(i=0;i<PRO_NUM;++i) { if(g_queue[i].s_state==FINISH) { id=g_queue[i].s_id; g_queue[i].s_dynamic_prior=MIN_PRIOR; g_queue[i].s_need_time=needtime; g_queue[i].s_start_time=g_time; g_queue[i].s_state=WAIT; g_queue[i].s_static_prior=pri; g_queue[i].s_used_time=0x0; break; } } return id; } void Run_Process() { Uint32 id; while((id=Get_PriProcess())!=ID_ERROR) { Work_Process(id); Change_Process(id); } } void Print_State() { int i; printf("时间 进程ID\t状态 已用时间 需要时间 开始时间 静优先 级 动优先级\n"); for(i=0;i<PRO_NUM;++i) {
每进行一次调度程序都打印一次运行进程、就绪队列、以及各个进 程的PCB，以便进行检查。 重复以上过程，直到所要的进程都完成为止。 分析: 使用固定队列与静动态优先级结合每个优先级为0~0xFF,并且以小 的数字为高优先级，大的数字为低优先级，每次皆使用循环得到最高优 先级的进程并执行，然后将其动态优先级设置为最低，并将其他进程动 态优先级提高，以使得每个进程都有机会运行。进程的优先级与运行时 间由随机数产生。
printf("%d\t%d\t%d\t%d\t%d\t%d\t%d\t%d\n",g_time,g_queue[i].s_i
g_queue[i].s_start_time,g_queue[i].s_static_prior,g_queue[i].s_dynam } } Uint32 Get_PriProcess() { Uint32 id=ID_ERROR; int i,prev_id=ID_ERROR; Uint32 prior=MIN_PRIOR*2,temp_prior; for(i=0;i<PRO_NUM;++i) { if(g_queue[i].s_state!=FINISH) { temp_prior=g_queue[i].s_dynamic_prior+g_queue[i].s_static_prior; if(temp_prior<=prior) { id=i; prior=temp_prior; } } } return id; } void Work_Process(Uint32 id) { ++g_time; g_queue[id].s_state=RUN; ++g_queue[id].s_used_time; Print_State(); } void Change_Process(Uint32 id)
《计算机操作系统》实验要求
为了顺利完成操作系统课程实验，应做到： （1） 实验前，认真学习教材以及实验要求的相关内容，提前做 好实验准备。 （2） 实验结束后三天内提交实验报告的电子版和打印版。实验 报告内容应包括：实验目的、实验内容、设计思路和流程 框图，主要程序代码、测试结果以及实验总结。（实验报 告模板见“OS实验模板”） （3） 遵守机房纪律，服从指挥，爱护实验设备。 实验的验收将分为两个部分。第一部分是上机操作，随机抽查程序 运行和即时提问；第二部分是提交书面的实验报告。要杜绝抄袭现 象，一经发现雷同，双方成绩均以0分计算。 实验内容安排： 实验内容与要 编写程序，模拟某个算法。实验一和实验二选一， 求 实验三必选(可全选) 实验一 熟悉进程调度相关内容；根据进程调度算法，选择 先来先服务、短进程优先、时间片轮转、高优先权 优先调度等算法中的一个，编写算法模拟程序。 熟悉页面置换相关内容；选择最佳置换算法、先进 先出置换算法、LRU置换算法中的一个，编写算法 模拟程序。 熟悉银行家算法，并编写程序进行模拟。
#define #define #define
ID_ERROR 0x10 MIN_PRIOR 0xFF MAX_PRIOR 0x00
typedef unsigned int
Uint32;
/*进程PCB*/ struct PCB_Info { Uint32 s_id; Uint32 s_static_prior; Uint32 s_dynamic_prior; Uint32 s_start_time; Uint32 s_need_time; Uint32 s_used_time; Uint32 s_state; }; /*进程队列*/ PCB_Info g_queue[5]; Uint32 g_time; /*模拟进程执行函数*/ void Simulator(); /*初始化5个进程函数*/ void Init_Process(); /*初始化进程队列函数*/ void Init_Queue(); /*创建进程函数*/ Uint32 Create_Process(Uint32 pri,Uint32 needtime); /*系统运行函数*/ void Run_Process(); /*得到最高优先级进程 ID函数*/ Uint32 Get_PriProcess(); /*进程时间片执行函数*/ void Work_Process(Uint32 id); /*改变进程状态和优先级函数*/
void Change_Process(Uint32 id); /*打印进程状态函数*/ void Print_State(); /*结束系统函数*/ void End_Process(); /*入口函数*/ int main( int argc, char *argv[ ]) { Simulator(); return 0; } void Simulator() { Init_Process(); Run_Process(); End_Process(); } void Init_Process() { int i; Uint32 id; srand( (unsigned)time( NULL ) ); Init_Queue(); for(i=0;i<PRO_NUM;++i) { /*在这里修改随机数的范围，建议优先级取值为0到4之间， 进程工作总时间为1到10之间*/ id=Create_Process(rand()%4,1+rand()%10); if(id!=ID_ERROR) { printf("**********************************\n"); printf("创建进程成功\n"); printf("进程ID号为:%d\n",id); printf("进程的静态优先权
Y 已达到 未达到 N
开 始 初始化PCB，输入进程信息 各进程按优先数从高到低排列 就绪队列空？
结 束
就绪队列首进程投入运行 时间片到，运行进程已占用CPU时间＋1 运行进程已占用CPU时间达到所需的运行时间？ 进程完成 撤销该进程 使运行进程的优先数减1 把运行进程插入到就绪队列
2、 代码试例 #include <stdlib.h> #include <stdio.h> #include <time.h> /*常量和状态定义*/ #define PRO_NUM 0x05 #define MAX_TIME 0xFF /*状态宏*/ #define WAIT 0x01 #define RUN 0x02 #define FINISH 0x03
{ int i; if(g_queue[id].s_need_time==g_queue[id].s_used_time) { g_queue[id].s_state=FINISH; } else { g_queue[id].s_dynamic_prior=MIN_PRIOR; g_queue[id].s_state=WAIT; } for(i=0;i<PRO_NUM;++i) { if((i!=id)&&(g_queue[i].s_state!=FINISH)) { g_queue[i].s_dynamic_prior>0?-g_queue[i].s_dynamic_prior:g_queue[i].s_dynamic_prior=0; } } }