《昆明理工大学进程管理实验报告.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《昆明理工大学进程管理实验报告.docx（27页珍藏版）》请在三一办公上搜索。
1、昆明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 日年级、专业、班学号姓名成绩实验项目名称进程管理指导教师杨云飞教 师 评 语教师签名：年月日目录一、实验目的1二、实验原理及基本技术路线图11. 进程的状态转换图22. 各原语的功能说明23. 多级反馈队列调度算法的描述34. 程序功能结构图45. 流程图46. 数据结构定义57. 主要变量的说明68. 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
2、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
3、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
4、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
5、.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) 当一个新进程进入内存后，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，如它能在该时间片内完成，便可准备撤离系统；如果它在一个 时间片结束时尚未完成
6、，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
7、优先权进程。4.程序功能结构图:时间片递增5.流程图6.数据结构定义：char name20;/* 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
8、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);
9、/*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 nod
10、e/* 进程节点信息 */(char name20;/* 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*/PCB;typedef struct Queue /*多级就绪队列节点信息*/(PCB *LinkPCB;/*就绪队列中的进程队列指针*/int su
11、pernumber; /*本就绪队列的优先级*/int round; /*本就绪队列所分配的时间片*/struct Queue *next; /*指向下一个就绪队列的链表指针*/ReadyQueue;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*/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
12、*/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
13、*/void MultiDispatch();/*多级调度算法，每次执行一个时间片*/void Output() /*进程信息输出函数*/(ReadyQueue *print = Head;PCB *p;printf(进程名t优先级t轮数tcpu时间t需要时间t进程状态t计数器n);while(print)(if(print -LinkPCB != NULL)(p=print -LinkPCB;while(p)(printf(st%dt%dt%dt%dtt%ctt%dn，p-name,p-supernumber,p-round,p-cputime,p-needtime,p-state,p-co
14、unt);p = p-next;print = print-next; p = finish;while(p!二NULL)(printf(st%dt%dt%dt%dtt%ctt%dn，p-name,p-supernumber,p-round,p-cputime,p-needtime,p-state,p-count);p = p-next;p = run;while(p!=NULL)(printf(%st%dt%dt%dt%dtt%ctt%dn,p-name,p-supernumber,p-round,p-cputime,p-needtime,p-state,p-count);p = p-nex
15、t;void InsertFinish(PCB *in) /*将进程插入到完成队列尾部*/(PCB *fst;fst = finish;if(finish = NULL)(in-next = finish;finish = in; else(while(fst-next != NULL)(fst = fst-next;in -next = fst -next;fst -next = in;void Insertsupernumber(ReadyQueue *in) /*创建就绪队列，规定优先数越小，优 先级越低*/(ReadyQueue *fst,*nxt;fst = nxt = Head;i
16、f(Head = NULL)/*如果没有队列，则为第一个元素*/(in-next = Head;Head = in;else/*查到合适的位置进行插入*/(if(in -supernumber = fst -supernumber) /* 比第一个还要大，则插入到 队头*/(in-next = Head;Head = in;else(while(fst-next != NULL) /*移动指针查找第一个别它小的元素的位置进行插入*/(nxt = fst;fst = fst-next;if(fst -next = NULL) /已经搜索到队尾，则其优先级数最小，将其插入到队尾即可*/(in -n
17、ext = fst -next;fst -next = in;else/*插入到队列中*/(nxt = in;in -next = fst;void supernumberCreate() /*创建就绪队列输入函数*/(ReadyQueue *tmp;int i;static int j=0;printf(输入就绪队列的个数：n);scanf(d，&ReadyNum);printf (-每个就绪队列的CPU时间片：(优先级和时间片成反比八n)；for(i = 0;i round二int(pow(2.0,(+j); /*输入此就绪队列中给每个进程所分配 的CPU时间片*/printf(%d n”
18、,tmp-round);tmp -supernumber = 50 - tmp-round; /*设置其优先级，时间片越高，其 优先级越低*/tmp -LinkPCB = NULL;/*初始化其连接的进程队列为空*/tmp -next = NULL;Insertsupernumber(tmp);/*按照优先级从高到低，建立多个就绪队列*/void GetFirst(ReadyQueue *queue)/*取得某一个就绪队列中的队头进程*/(run = queue -LinkPCB;if(queue -LinkPCB != NULL)(run -state = R;queue -LinkPCB
19、= queue -LinkPCB -next;run -next = NULL;void ProcessCreate() /* 进程创建函数 */(PCB *tmp;int i;static int j=1;printf(输入进程的个数：n);scanf(d,&num);for(i = 0;i name);getchar();printf(输入%d进程时间：n”,j+);/*吸收回车符号*/scanf(%d,&(tmp-needtime);tmp -cputime = 0;tmp -state =W;tmp -supernumber = 50 - tmp-needtime; /*设置其优先级，
20、需要的时间越-13-多，优先级越低*/tmp -round = Head -round;tmp -count = 0;InsertLast(tmp,Head);/*按照优先级从高到低，插入到就绪队列*/system(cls);void InsertLast(PCB *in,ReadyQueue *queue) /* 将进程插入到就绪队列尾部*/(PCB *fst;fst = queue-LinkPCB;if( queue-LinkPCB = NULL)(in-next = queue-LinkPCB;queue-LinkPCB = in;else(while(fst-next != NULL)
21、(fst = fst-next;in -next = fst -next;fst -next = in;void RoundRun(ReadyQueue *timechip)/* 时间片轮转调度算法 */(int flag = 1;GetFirst(timechip);while(run != NULL)(while(flag)(run-count+;run-cputime+;run-needtime-;if(run-needtime = 0) /* 进程执行完毕 */(run -state = F;InsertFinish(run);flag = 0;else if(run-count =
22、timechip -round)/* 时间片用完 */(run-state = W;run-count = 0;/*计数器清零，为下次做准备*/InsertLast(run,timechip);flag = 0;flag = 1;GetFirst(timechip);void MultiDispatch()/*多级调度算法，每次执行一个时间片*/(int flag = 1;int k = 0;ReadyQueue *point;point = Head;GetFirst(point);while(run != NULL)(Output();if(Head -LinkPCB!二NULL)poin
23、t = Head;while(flag)(run-count+;run-cputime+;run-needtime-;if(run-needtime = 0) /* 进程执行完毕 */(run -state = F;InsertFinish(run);flag = 0;else if(run-count = run-round)/* 时间片用完 */(run-state = W;run-count = 0;/*计数器清零，为下次做准备*/if(point -next!二NULL)(run -round = point-next -round;/* 设置其时间片是下一 个就绪队列的时间片*/In
24、sertLast(run,point-next); /* 将进程插入到下一个就绪 队列中*/flag = 0;else(RoundRun(point); /*如果为最后一个就绪队列就调用时间 片轮转算法*/break;flag = 1;if(point -LinkPCB = NULL)/* 就绪队列指针下移 */point =point-next;if(point -next =NULL)(RoundRun(point);break;GetFirst(point);int main()(printf(tttt 进程管理n)；supernumberCreate(); /* 创建就绪队列 */Pr
25、ocessCreate();/*创建就绪进程队列*/ printf(tttt 进程调度n);for(int i=0;i80;i+) printf(*)；printf(n);MultiDispatch();/* 算法开始*/Output(); /*输出最终的调度序列*/ return 0;五、实验过程原始记录(数据、图表、计算等)进程管理骸入就绪队列的个数：K个就绪队列的cpu时间片：优先级和时间片成反比Q4恤入进程的个数：音入1进程名字：f irst苗入1进程时间:莓入2进程名字：second苗入2进程时间:8商入3进程名字：third院又3进程时间:Ld进程管理恤入就绪队列的个数：毒个就绪队
26、列的CPU时间片：优先级和时间片成反比4彰入进程的个数：4输入1进程名字：f irst恤入1进程时间:高入2进程名字：second恤入2进程时间:备入3进程名字：third恤入3进程时间:端入4进程名字：fourth幡入4,程时间：6六、实验结果、分析和结论（误差分析与数据处理、成果总结等。其中，绘制曲线图时必须用计算纸）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。同时通过编写进程管理的算法，我大体掌握整个进程管理的各个环 节，基本描述进程的数据结构，进程的各种状态之间的转换，以及进程的 调度算法。加深了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在制作这个程序时，对于链表知识的欠缺是一个十分大的阻碍，在参 照数据结构的同时我完成了这个实验，对我而言这是一个突破。同时也加 深我对程序编写的兴趣。
