1881.操作系统课程设计报告.doc

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1、一 总体设计系统名称：多级反馈队列的模拟系统开发：1）.开发工具：微软Visual Basic6.02）.开发人员：项目负责人： 成员： 3） 开发计划及时间安排： 开发步骤 计划完成的任务计划完成时间实际完成情况1确定开发的项目名称，并熟悉相关知识，确定开发工具。（由小组内的所有成员研讨决定）1-2天模拟多级反馈队列的实现，用Visual Basic6.0实现可视化动态的模拟2详细分配任务，并明确每个人的任务，开始实现。这一阶段主要实现怎么控制进程的自动移出和判断2-4天分配了任务在实现自动控制方面有了一定的进展3怎么实现进程时间的判断及与其相应的处理。以及对应处理时cpu的位置1天用多个不

2、同的时钟交叉控制来实现，基本完成4实现控制台程序模块的设计，包括随即生成进程序列，用户自己设定的序列及各个队列的时间1天成功完成了程序控制台的功能和界面设计，模块测试通过5测试各个模块的功能，并对其进行整体测试1天发现了一些小问题，找出原因后一一解决了二 系统分析报告：很多进程调度方法都有一定的局限性，如短进程优先的调度法，仅照顾了短进程而忽略了长进程，而且如果并未指明进程的长度，则段进程优先和基于进程长度的抢占调度算法，都将无法使用，而多级反馈队列调度算法，则不必事先知道各种进程所需的时间，而且还可以满足各种类型进程的需要，因而它是目前被公认为的一种较好的进程调度算法。在采用多级反馈队列调度

3、算法的系统中，调度算法的实施过程如下：（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是最高，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，例如，第二个队列的时间片要不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。（2） 当一个新进程进入内存后，首先将它放入第一队列的结尾，按FCFS原则排队等待调度，当论到该进程执行时， 如它能在该时间片后内完成，便可准备撤离系统，如果它在一个时间片结束尚未完成，调度程序便将该进程转入第二个队列的结尾，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

4、片后仍未完成，再依次将它放入第三个队列，如此下去，当第一长作业（进程）从第一队列依次降到第n队列后，在第n队列中便采用取按时间片轮转的方式运行。（3） 仅当第一个队列空闲时，调度程序才调度第二个队列中的进程运行，仅当第1（i-1）队列均空闲时，才会调度第I个队列中为某进程服务时，又有新进程进入优先权比较高的队列（第1（i-1）中的任何一个队列），则此时新进程将 抢占在运行进程的处理机，即由调度程序把在运行的进程放回到第I队列的结尾，把处理机分配给新到的高有限权进程。 就绪队列1就绪队列2就绪队列3就绪队列n 至CPU 至CPU 至CPU 至CPU （时间片： ）用VB模拟的时候，可以用list

5、来显示进程。三 . 系统设计报告： 1）设计原理：本系统主要可视的模拟了多级反馈队列的工作过程，多级反馈队列的工作过程如下： 2）模拟的界面如下： 3）设计的模拟实现： 用list来模拟进程队列和需要的时间（剩余时间），用时钟来控制自动运行4）设计时主要解决的问题： （1）在多级反馈队列中，最主要的是队列的优先级，第一队列的优先级最高，运行时间最短，第二级队列次之，运行时间次短，最后的一级队列运行时间最长，优先级最低。这就要求当进程在第一队列运行没有完成时，自动进入第二级，如果完成，则进入完成队列。我们用时钟来实现，给每一个队列中设置一个时钟，用来设置各个队列的时间，在外部有相应的时钟来控制来

6、判断是否转入下一级队列还是进入完成队列。 （2）在最后一级队列中，如果没有处理完，则继续进入最后一级队列的结尾，等待下一次处理，直到完成。这样，控制最后一个的时钟和以前的设计是不一样的 （3）当第i级队列为空时，处理机才能去处理i+1级队列，也就意味着可能出现抢占CPU的情况，比如：当处理机处理第三级队列中的进程的时候，意味着第一第二队列已经为空，但当此时生成一批新进程时（新进程生成时只能进入第一级队列），这时，处理机抢占进行处理第一级队列。实现的时候，管理后面队列的时钟总要判对他前面的所有的队列中是否还有进程。关于CPU的位置，我们用一个时钟控制CPU的位置，它的时钟频率很高，比控制进程处理

7、的各个时钟的都快，这样，他以很高的频率扫描判断CPU应该在的位置。 （4）程序控制台主要用来设置一些基本条件，比如各个队列的时间等。5）设计界面和具体代码： 其中：timer1 timer2 timer3 用来记录第一第二第三队列的时间，timer4用来控制CPU的位置 timer5，timer7，timer6来控制各个对列的添加和进入完成队列 设计界面如下：源代码如下：Public pcb1 As StringPublic pcb0 As StringPublic time As StringPublic time0 As StringPrivate Sub Command1_Click()

8、Randomizerandi = Int(Rnd * (9 - 5 + 1) + 5)For i = 0 To randi Randomize rand = Int(Rnd * (10 - 1 + 1) + 1) Select Case rand Case 1 pcb = 进程控制块1 time = 100 Case 2 pcb = 进程控制块2 time = 200 Case 3 pcb = 进程控制块3 time = 300 Case 4 pcb = 进程控制块4 time = 400 Case 5 pcb = 进程控制块5 time = 500 Case 6 pcb = 进程控制块6 t

9、ime = 600 Case 7 pcb = 进程控制块7 time = 700 Case 8 pcb = 进程控制块8 time = 800 Case 9 pcb = 进程控制块9 time = 900 End Select List1.AddItem pcb List5.AddItem time Next i Timer5.Enabled = True Timer4.Enabled = TrueEnd SubPrivate Sub Command2_Click()EndEnd SubPrivate Sub Command3_Click()If Text1.Text = ThenMsgBox

10、 (请输入生成的条件！)Elserandi = Text1.TextFor i = 0 To randi Randomize randi = Int(Rnd * (10 - 1 + 1) + 1) Timer1.Interval = Text2.Text Timer2.Interval = Text3.Text Timer3.Interval = Text4.Text Select Case randi Case 1 pcb = 进程控制块1 time = 100 Case 2 pcb = 进程控制块2 time = 200 Case 3 pcb = 进程控制块3 time = 300 Cas

11、e 4 pcb = 进程控制块4 time = 400 Case 5 pcb = 进程控制块5 time = 500 Case 6 pcb = 进程控制块6 time = 600 Case 7 pcb = 进程控制块7 time = 700 Case 8 pcb = 进程控制块8 time = 800 Case 9 pcb = 进程控制块9 time = 900 End Select List1.AddItem pcb List5.AddItem time Next i Timer5.Enabled = True End IfEnd SubPrivate Sub Form_Load()If F

12、orm1.Option1.Value = True ThenText1.Enabled = FalseText2.Enabled = FalseText3.Enabled = FalseText4.Enabled = FalseEnd IfEnd SubPrivate Sub Option1_Click()If Option1.Value = True ThenText1.Enabled = FalseText2.Enabled = FalseText3.Enabled = FalseText4.Enabled = FalseEnd IfEnd SubPrivate Sub Option2_C

13、lick()If Option2.Value = True ThenText1.Enabled = TrueText2.Enabled = TrueText3.Enabled = TrueText4.Enabled = TrueEnd IfEnd Sub Private Sub Timer4_Timer()If List1.List(0) Then Picture2.Left = 360ElseIf List2.List(0) = Then Picture2.Left = 5500 Else Picture2.Left = 2800 End If End If End SubPrivate S

14、ub Timer5_Timer()If List1.List(0) Then time0 = List5.List(0) pcb0 = List1.List(0) a = Timer1.Interval If time0 a Then List1.RemoveItem 0 List5.RemoveItem 0 List2.AddItem pcb0 List7.AddItem time0 - a Else List1.RemoveItem 0 List5.RemoveItem 0 List6.AddItem pcb0 End If Else Timer6.Enabled = True End I

15、f End SubPrivate Sub Timer6_Timer()If Form1.List1.List(0) = Then If List2.List(0) Then time0 = List7.List(0) pcb0 = List2.List(0) a = Timer2.Interval If time0 a Then List2.RemoveItem 0 List7.RemoveItem 0 Label12.Caption = pcb0 List3.AddItem pcb0 List8.AddItem time0 - a Else List2.RemoveItem 0 List7.

16、RemoveItem 0 List6.AddItem pcb0 End If Else Timer7.Enabled = True End If End If End SubPrivate Sub Timer7_Timer()If Form1.List1.List(0) = Then If List2.List(0) = Then If List3.List(0) Then time0 = List8.List(0) pcb0 = List3.List(0) a = Timer3.Interval If time0 a Then List3.RemoveItem 0 List8.RemoveI

17、tem 0 List3.AddItem pcb0 List8.AddItem time0 - a Else List3.RemoveItem 0 List8.RemoveItem 0 List6.AddItem pcb0 End If Else MsgBox (进程完毕) End IfEnd IfEnd IfEnd Sub四 。系统模块说明 系统共有三个模块：程序控制模块，具体实现模块和处理机模块 功能如下： 程序控制模块：实现生成进程的条件，包括两种方式：随机和设定，随机生成的时候，生成要设置的所有的条件，设定时，要按照后面给出的条件来设定。CPU处理模块：由一个时钟来控制CPU的位置，它的

18、频率很高，基本上可以达到与新进程同步具体实现模块：实现多级反馈队列的模拟。当一个新进程进入内存后，首先将它放入第一队列的结尾，按FCFS原则排队等待调度，当论到该进程执行时， 如它能在该时间片后内完成，便可准备撤离系统，如果它在一个时间片结束尚未完成，调度程序便将该进程转入第二个队列的结尾，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个队列，如此下去，当第一长作业（进程）从第一队列依次降到第n队列后，在第n队列中便采用取按时间片轮转的方式运行。仅当第一个队列空闲时，调度程序才调度第二个队列中的进程运行，仅当第1（i-1）队列均空闲时，才会调

19、度第I个队列中为某进程服务时，又有新进程进入优先权比较高的队列（第1（i-1）中的任何一个队列），则此时新进程将 抢占在运行进程的处理机，即由调度程序把在运行的进程放回到第I队列的结尾，把处理机分配给新到的高有限权进程。 五 . 系统分调和总调报告 1) 分调报告：主要是指具体实现模块和控制模块。 具体实现模块：（1） 当timer4的频率太快时，生成的进程刚进入第一队列就会处理完毕，这时体现不出真正的模拟，这是可以将其频率设的慢一点，这时，他不断的进行判断测试，当发现第一个为空时，才激活控制第二个队列的timer5来工作。（2） 在最后的队列中和以前的不一样，开始时的时候把它设置的和前面一样

20、，出现了还没有运行完成就加入完成队列。显然是个错误。将其纠正后，正常运行（3） 比如在处理第三队列的进程时，新进入队列，则转向处理第一队列，这时，其他的队列的时钟则为不可用。后面的时钟必须判断前面的队列是否为空。（4） 当进程运行完毕后，弹出进程完毕的对话框，它也是由时钟控制的，即只要全部队列为空，就一直循环的探出对话框。这一点我没有时间解决控制模块：单独与此模块，主要是测试几个设计的视线是否正常（1） 当单选在随机生成的时候，所有的文本框均不可用，刚开始的时候，我把它们的可用设为真，有时可用，有时相反。这时应该把它们置位假，而单选默认在随机生成，（2） 当选择设置时，其范围不能超出后面所给的

21、，否则会出现混乱2）总调报告：总调时主要解决两个问题；一是如何把设置和随机产生的条件赋予队列，另一个是怎么使CPU处于正常的位置；（1） 第一个其实很简单，只要将所生成的东西赋值与pcb0 tim0即可，他们是用来记录相应的条件的。（2） 这个问题有点复杂，因为CPU和队列是完全不相干的两个方面，要实现机会是同步转化基本不可能，我采取了这样的策略：将各个时钟的频率置得很慢，这样可以一方面更好的显示处理的过程，另一方面，将CPU的时钟置得很大，这样Timer4不停的扫描，只要前面有新加的进程，它会在最短时间内转过去，原来的进程停止（这是由具体实现模块实现的）六. 系统用户说明： 系统用户使用说明

22、：现在就如何使用该系统作一个说明，系统共分三个模块，下面我们就每一个模块一一说明： 1. 该系统是在VB环境下设计的，主要为了完成进程的多级反馈队列调度算法，为了使该过程直观系统使用cpu跟踪队列法，即进程在那个队列运行，模拟cpu就在那个队列的上部。若在处理第三个队列时又有进程进入第一个队列，则cpu将转去处理第一个进程。2. 队列中有进程名和计划时间两列，进程名中列出所有在该列中的进程，在第一列中的需要时间总数，也就是计划要花多少时间才能完成该进程，在第二列中，除有进程名外，还有剩余时间，也就是进程在第一列处理后还差多少时间才能完成，第三列一样，要注意该设计思想，在处理第三个队列的进程时，

23、若有进程进入第一个队列，则cpu就转去处理权限高的新到来的进程。该系统只是一个模拟，设计时队列的个数有限，只有四个队列，第四个队列就是处理完了的进程的队列。3. 该模块是一控制台，包括产生进程的两种方法，一是随机产生，选用这种形式时，以下的功能就被屏蔽，二是自己设定，你可以在该模块中的进程块的数量中填入你想要的进程数（其中所填数在1到99之间），在时间队列中，填如入进程的在 每个队列运行的时间，值得注意：第一队列的时间要你第二队列的数值要大，第二队列的时间要比第三队列要大。在该模块中，随机产生按扭，是用于产生随机进程的，而生成进程按扭是在自己设定时使用，在填好以上的要求后，按此按扭即刻生成进程,若没有填上面要求要填的，或是没有填写完整，系统会弹出一对话框，给出提示信息，注意：所填的值应在所给定的范围内，否则系统也会弹出对话框，提示你信息有误。最后是退出按扭。