操作系统实验报告.docx
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操作系统实验报告.docx
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操作系统实验报告
实验二进程调度
1.目的和要求
通过这次实验,理解进程调度的过程,进一步掌握进程状态的转变、进程调度的策略,进一步体会多道程序并发执行的特点,并分析具体的调度算法的特点,掌握对系统性能的评价方法。
2.实验内容
阅读教材《计算机操作系统》第二章和第三章,掌握进程管理及调度相关概念和原理。
编写程序模拟实现进程的轮转法调度过程,模拟程序只对PCB进
行相应的调度模拟操作,不需要实际程序。
假设初始状态为:
有n个进程处于就绪状态,有m个进程处于阻塞状态。
采用轮转法进程调度算法进行调度(调度过程中,假设处于执行状态的进程不会阻塞),且每过t个时间片系统释放资源,唤醒处于阻塞队列队首的进程。
程序要求如下:
1)输出系统中进程的调度次序;
2)计算CPU利用率。
3.实验环境
Windows操作系统、VC++6.0
C语言
4设计思想:
(1)程序中进程可用PCB表示,其类型描述如下:
structPCB_type
{
intpid;//进程名
intstate;//进程状态
2——表示“执行”状态
1——表示“就绪”状态
0——表示“阻塞”状态
intcpu_time;//运行需要的CPU寸间(需运行的时间片
个数)
}
用PCB来模拟进程;
(2)设置两个队列,将处于“就绪”状态的进程PCB挂在队列
readyxx;将处于“阻塞”状态的进程PCB挂在队列blockedxx。
队列类型描述如下:
structQueueNode{
structPCB_typePCB;
StructQueueNode*next;
}
并设全程量:
structQueueNode*ready_head=NULL,//ready队列队首指针
*ready_tail=NULL,//ready队列队尾指针
*blocked_head=NULL,//blocked队列队首指针
*blocked_tail=NULL;//blocked队列队尾指针
(3)设计子程序:
start_state();
读入假设的数据,设置系统初始状态,即初始化就绪队列和
阻塞队列dispath();
模拟调度,当就绪队列的队首进程运行一个时间片后,放到就绪队列末尾,每次都是队首进程进行调度,一个进程运行结束就从就绪队列中删除,当到t个时间片后,唤醒阻塞队列队首进程。
calculate();
就绪进程运行一次,usecpu加1,当就绪队列为空时unusecpu
力口1,CPU利用率为use_cpu/(use_cpu+unuse_cpu)。
5源代码:
#include
#include
structPCB_type
{
intpid;//进程名
intstate;//进程状态
//2--表示"执行"状态
//1--表示"就绪"状态
//0--表示"阻塞"状态
数)
intcpu_time;//运行需要的CPU寸间(需运行的时间片个
};
structQueueNode{
structPCB_typePCB;
structQueueNode*next;
};
structQueueNode*ready_head=NULL,//ready队列队首指针
*ready_tail=NULL,//ready队列队尾指针
*block_head=NULL,//blocked队列队首指针
*block_tail=NULL;//blocked队列队尾指针
intuse_cpu,unuse_cpu;
voidstart_state()//
读入假设的数据,设置系统初始状态
QueueNode));
QueueNode));
{
intn,m;
inti;
structQueueNode*p,*q;
printf("输入就绪节点个数n:
");
scanf("%d",&n);
printf("输入阻塞节点个数m:
");
scanf("%d",&m);
p=(structQueueNode*)malloc(sizeof(struct
p->next=NULL;
ready_head=ready_tail=p;
for(i=0;i { p=(structQueueNode*)malloc(sizeof(structp->next=NULL; p->PCB.state=1; printf("输入就绪进程%小的pid和cpu_time: ",i+1); scanf("%d%d",&p->PCB.pid,&p->PCB.cpu_time); ready_tail->next=p; ready_tail=p; } q=(structQueueNode*)malloc(sizeof(structQueueNode)); q->next=NULL; block_head=block_tail=q; for(i=0;i { q=(structQueueNode*)malloc(sizeof(structQueueNode)); q->next=NULL; q->PCB.state=0; printf("输入阻塞进程%小的pid和cpu_time: ",i+1); scanf("%d%d",&q->PCB.pid,&q->PCB.cpu_time); block_tail->next=q; block_tail=q; } printf("\n处于就绪状态的进程有: \n"); p=ready_head->next; i=1; while(p) {printf(“进程%小的pid和state和 cpu_time: %5d%5d%5d\n",i,p->PCB.pid,p->PCB.state,p->PCB.cpu_time); p=p->next; i++; } } voiddispath()//模拟调度 intx=0,t; use_cpu=0; unuse_cpu=0; printf("输入t: "); scanf("%d",&t); printf("开始调度\n"); while(ready_head! =ready_tail||block_head! =block_tail) { structQueueNode*p,*q; if(ready_head! =ready_tail) { p=ready_head->next; ready_head->next=p->next; p->next=NULL; if(ready_head->next==NULL) { ready_tail=ready_head; } p->PCB.state=2; printf(”进程%c调度\t",p->PCB.pid); use_cpu++; x++; p->PCB.cpu_time--; if(p->PCB.cpu_time) { ready_tail->next=p; ready_tail=p; } else { printf(”进程%c完成\t",p->PCB.pid); free(p); } } else { unuse_cpu++; x++; printf("空闲一个时间片\t"); } if(x==t&&block_head! =block_tail) { q=block_head->next; block_head->next=q->next; q->next=NULL; if(block_head->next==NULL) block_tail=block_head; } ready_tail->next=q; ready_tail=q; x=0; } } } voidcalculate。 //计算CPI利用率 { printf("\ncpu的利用 率%\n",(float)use_cpu/(use_cpu+unuse_cpu)); } voidmain() {start_state(); dispath(); calculate。 ; } 6运行结果: 112 213 _tinc_time_tine tineine uuuuUppppPcc-ccCnDQnn23禾禾禾禾币t: dddddnnii・Hii -ppp的的的/-12123 片 间 度需度度 23-45 sis 进进空进进 片 间 成編度度成 完 13-45-5 片 间 縞成度度度1-3455is—进空进进进进 薮 %■ Lr._taITa-¥-A¥Tfl>-A 雪£■之「玄■■3^-- 八入入入入入入 才磁绪状态的进程有: 1pid^DstAte^[]cpu_time: 翟£的pidjplatate^cpujtime: At: 6|>进厂一 HI 程5调.實逬」 pu的利用率0-83ressanukeytocontinue 片 间 廣成度需度 调 2234-5tsis 7实验总结: 实验帮我复习了数据结构和C语言,且巩固课本知识,知道了如何定义结构体,如何在链接队列中增删节点。 模拟进程调度帮我们巩固了进程三状态之间的变迁。 懂得调式的重要性。 总之,我们xx了理论联系实际。 多看书,多上机。 实验三可变分区存储管理 1.目的和要求 通过这次实验,加深对内存管理的认识,进一步掌握内存的分配、回收算法的思想。 2.实验内容 阅读教材《计算机操作系统》第四章,掌握存储器管理相关概念和原理。 编写程序模拟实现内存的动态分区法存储管理。 内存空闲区使用自由链管理,采用最坏适应算法从自由链中寻找空闲区进行分配,内存回收时假定不做与相邻空闲区的合并。 假定系统的内存共640K初始状态为操作系统本身占用64K。 在t1时间之后,有作业A、B、C、D分别请求8K、16K、64K、124K的内存空间;在t2时间之后,作业C完成;在t3时间之后,作业E请求50K的内存空间;在t4时间之后,作业D完成。 要求编程序分别输出t1、t2、t3、t4时刻内存的空闲区的状态。 3.实验环境 Windows操作系统、VC++6.0 C语言 4.设计思想 模拟内存分配和回收,要设置两个链队列,一个空闲区链和一个占用区链,空闲区链节点有起始地址,大小和指向下一节点的指针等数据域,占用区链节点有起始地址,大小,作业名和指向下一节点的指针等数据域,本实验用最坏适应算法,每次作业申请内存都是从空闲链队头节点分配,如果相等,就删除空闲头结点,如果小于申请的,就不分配,否则就划分内存给作业,剩下的内存大小,重新插入空闲链队,按从大到小,接着把作业占用的内存放到占用区链节点的末尾。 每次作业运行完,就要回收其占用的内存大小,把作业节点按从大到小插入到空闲链队中。 5.源代码: #include #include structfreelinkNode{ intlen; intaddress; structfreelinkNode*next; }; structbusylinkNode{ charname; intlen; intaddress; structbusylinkNode*next; }; structfreelinkNode*free_head=NULL;//自由链队列(带头结点)队首指针 structbusylinkNode*busy_head=NULL;//占用区队列队(带头结点)首指针 structbusylinkNode*busy_tail=NULL;//占用区队列队尾 指针 设置系统初始状态*/ voidstart(void)/* structfreelinkNode*p; structbusylinkNode*q; free_head=(structfreelinkNode*)malloc(sizeof(structfreelinkNode)); free_head->next=NULL;//创建自由链头结点 busy_head=busy_tail=(structbusylinkNode*)malloc(sizeof(structbusylinkNode)); busy_head->next=NULL;//创建占用链头结点 p=(structfreelinkNode*)malloc(sizeof(structfreelinkNode)); p->address=64; p->len=640-64;//OS占用了64K p->next=NULL; free_head->next=p; q=(structbusylinkNode*)malloc(sizeof(structbusylinkNode)); q->name='S';/*S表示操作系统占用*/ q->len=64;q->address=0;q->next=NULL; busy_head->next=q;busy_tail=q; } /*模拟内存分 voidrequireMemo(charname,intrequire)配*/ { freelinkNode*w,*u,*v; busylinkNode*p; if(free_head->next->len>=require) { p=(structbusylinkNode*)malloc(sizeof(structbusylinkNode)); p->name=name; p->address=free_head->next->address; p->len=require; p->next=NULL; busy_tail->next=p; busy_tail=p; } else printf("Can'tallocate"); w=free_head->next; free_head->next=w->next; if(w->len==require) { free(w); } else { w->address=w->address+require; w->len=w->len-require; u=free_head; v=free_head->next;while((v! =NULL)&&(v->len>w->len)) {u=v; v=v->next; } u->next=w; w->next=v; } voidfreeMemo(charname)/*模拟内存回收*/ { intlen; intaddress; busylinkNode*q,*p; freelinkNode*w,*u,*v; q=busy_head; p=busy_head->next; while((p! =NULL)&&(p->name! =name)) {q=p; p=p->next; } if(p==NULL) { printf("%cisnotexist",name); } else { if(p==busy_tail) {busy_tail=q; } else {q->next=p->next; len=p->len; address=p->address; free(p); w=(structfreelinkNode*)malloc(sizeof(structfreelinkNode)); w->len=len; w->address=address; u=free_head; v=free_head->next; while((v! =NULL)&&(v->len>len)) {u=v; v=v->next; } u->next=w; w->next=v; } } voidpast(inttime)/*模拟系统过了time时间*/ { printf("过了时间°%d后: \n”,time); } voidprintlink()/*输出内存空闲情况(自由链的结点)*/ { freelinkNode*p; printf("内存的空闲情况为: \n"); p=(structfreelinkNode*)malloc(sizeof(struct freelinkNode)); p=free_head->next; while(p! =NULL) {printf("内存的起始地址和内存的大 小%5d\t%5d: \n",p->address,p->len); p=p->next; } } voidmain() { intt1=1,t2=2,t3=3,t4=4; start(); past(t1); requireMemo('A',8); requireMemo('B',16); requireMemo('C',64); requireMemo('D',124);printlink(); past(t2); freeMemo('C'); printlink(); past(t3);requireMemo('E',50);printlink(); past(t4);freeMemo('D'); printlink(); } 6.运行结果: 齡I ••内内 大大 存存 8 8 8 8 28 58 1 4 6 3 4 6 4 1 3 4 6 4 1 3 44 2一6 7.实验总结: xx理论联系实际 巩固编程能力,和调式能力,复习课本知识,的重要性,动手能力非常重要,多看书,多独立思考,品味痛苦的过程,享受成功的喜悦。 操作系统实验报告 院系: 数计学院 xx级: 大类6xx 学号: 100511624 姓名: xx 指导教师: xx
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