1、昆明理工大学信息工程与自动化学院学生实验报告（ 2012 2013 学年 第 二学期 ）课程名称：操作系统开课实验室：信自楼 445 2011 年 4 月18 日年级、专业、班学号姓成绩名实验项目名称进程管理指导教师舒国锋教师评 教师签名：语 年 月 日一、实验要求：对一个非抢占式多道批处理系统采用以下算法的任意两种，实现进程调度,并计算进程的开始执行时间,周转时间,带权周转时间,平均周转时间,平均带权周转时间1. 先来先服务算法2. 短进程优先算法3. 高响应比优先算法二、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
2、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。三、实验原理及基本技术路线图（方框原理图）输入开始进程数n创建n 个 PCB 并加入 readyqueue 中ready-queue 是否为Y-1-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。输入开始进程数n创建n 个 PCB 并加入 readyqueue 中ready-queue 是否为YNRunning逐个将 redy_pc 中的 PCB-2-Running=idN
3、Running=idRunning逐个将 redy_pc 中的 PCBN阻塞 RunningYRunning=idleNY将Running 从 ready_queue中删除，再将 running 加入 block_queueb更新新进程就绪队列进程优先数，优先数加1N是否创建新 PCBY创建新进程并加入到ready_queue 中随机 对 block_queue 中的进程 PCB 询问是否要唤醒？Y处理完了吗NN是否要唤醒Y将其从 blick_queuek 队列是中删除，再将其加入ready_queuekN阻塞RunningYYRunning=idleN将Running 从 ready_que
4、ue中删除，再将 running 加入 block_queuebN是否创建新 PCBY创建新进程并加入到ready_queue 中随机 对 block_queue 中的进程 PCB 询问是否要唤醒 ？Y处理完了吗NN是否要唤醒Y将其从 blick_queuek 队列是中删除，再将其加入ready_queuekY四、所用仪器、材料（设备名称、型号、规格等）。计算机一台五、实验方法、步骤源代码：#include stdio.h #include stdlib.h #include iostream.h #define NULL 0 #define false 0 #define true 1 bo
5、ol _state=0; -5-struct PCB int ID; int priority; int CPUtime; int ALLtime; int State; PCB* next; ; void init();/*产生 idle 进程，输入用户进程数目，调用insert()*/ void print(PCB *pcb);/*输出进程属性信息*/ void print_init(PCB *pcb);/*输出所有 PCB 的初始值*/ void insert();/*生成进程属性信息，插入进程就绪队列*/ void Run_priority(PCB *pcb);/*运行进程，随机阻塞进
6、程、产生新进程，插入就绪队列，唤醒阻塞进程*/ void block(PCB *pcb);/*调用 destroy()将进程插入阻塞队列*/ void wakeup();/*唤醒进程，插入就绪队列*/ void proc_priority();/*优先权调度算法模拟*/ /void Run_loop(PCB *pcb); void proc_loop();/*轮转法调度算法模拟*/ void update(PCB *pcb);/*更新进程信息*/ void pushback_queue(PCB *queue,PCB *item);/*将 item 插入到队列的尾部*/ void insert_
7、queue(PCB *queue,PCB *item);/*将 item 插入到队列中，使得插入后，队列中按照优先级从高到低有序*/ void sort_queue(PCB *&queue);/*对 queue 中的结点进行排序，按照优先级从大到小*/ PCB *ready_queue,*block_queue,*idleprocess;/*就绪队列，阻塞队列及闲逛进程指针变量*/ int main(int argc, char* argv) int i=0; while(1) cout*PROCESS*/; cout(n Please select a num in(1,2,0) ); co
8、ut(n 1-priority ); cout(n 2-loop ); cout(n 0- exitn); couti; while(i) if(i=1) cout(n This is a example for priority processing: n ); init(); proc_priority(); else if (i=2) cout(n This is a example for round robin processing: n ); init(); proc_loop(); else coutPlease select a num in(1,2,0)n; couti; r
9、eturn 0; void print_init(PCB *pcb)/输出所有 PCB 的初始值 PCB* temp=pcb-next ; cout(nID priority CPUtime ALLtime State); while(temp!=NULL) coutnIDpriorityCPUtime ALLtime; if(temp-State=0) coutState =1) cout( running); else coutnext; void print(PCB *pcb)/输出进程属性信息 PCB *temp; temp=pcb; if(pcb-ID=0) cout(nThe id
10、le peocess id running!); else coutnIDpriorityCPUtime ALLtime; if(temp-State=0) coutState =1) cout( running); -6-else coutnext; while(p!=0&p-priority=item-priority) q=p; p=p-next; if(p=0) item-next =0; q-next=item; else item-next =p; q-next =item; void pushback_queue(PCB *queue,PCB *item)/将 item 插入到阻
11、塞队列的尾部 PCB *p,*q; q=queue,p=q-next; while(p!=0) -16- q=p; p=p-next; item-next =q-next ; q-next =item; void sort_queue(PCB *&queue)/对 queue 中的结点进行排序，按照优先级从大到小 PCB *temp=new PCB; temp-next =0; while(queue-next ) PCB *p; p=queue-next; queue-next =p-next ; insert_queue(temp,p); queue-next =temp-next ; d
12、elete temp; void insert()/生成进程属性信息，插入进程就绪队列,显示进程信息 PCB *newp=0; static long id =0; newp=new PCB; id+; newp-ID =id; newp-State=0; newp-CPUtime=0; newp-priority=rand()%3+1; newp-ALLtime=rand()%3+1; newp-next =NULL; pushback_queue(ready_queue,newp); /print(newp); /cout readyn); void insert(int n)/生成 n
13、个进程属性信息，插入进程就绪队列，显示进程信息 for(int i=0;inext=0; ready_queue=new PCB; ready_queue-next=0; int i=0,pcb_number=-1;/*闲逛进程放入就绪队列*/ idleprocess=NULL; idleprocess=(PCB *)malloc(sizeof(PCB); idleprocess-ID=0; idleprocess-State=0; idleprocess-CPUtime=0; idleprocess-priority=0; idleprocess-ALLtime=0; idleprocess
14、-next=NULL; idleprocess-next=ready_queue-next;/*闲逛进程放入就绪队列*/ ready_queue-next=idleprocess; /也可以假定初始时系统中只有一个idle 进程/输入初始进程的个数 while(pcb_number0) coutpcb_number; cout(nID priority CPUtime ALLtime Staten); for(;ipcb_number;i+) insert(); cout*就绪队列初始化成功endl; :print_init(ready_queue); coutState=2; pcb-CPU
15、time-=2; if(pcb-CPUtimeCPUtime+=2; coutnThe process noID is blocked!; print(pcb); cout blockedn); pcb-next=block_queue-next; block_queue-next =pcb; void update(PCB *pcb)/更新进程信息,就绪队列中进程的优先级均增加1 PCB *temp=pcb-next; while(temp&temp-next ) temp-priority+; temp=temp-next; void wakeup()/唤醒进程，插入就绪队列 if(blo
16、ck_queue-next=0)/*此时没有阻塞的进程，无所谓的唤醒*/ return ; PCB *q,*p; while(true) q=block_queue; p=q-next; while(p&rand()%20!=1) q=p; p=p-next; if(p!=0) q-next =p-next ; break; p-State=0; coutendl; print(p); cout readyID=0) insert_queue(ready_queue,pcb); print(pcb); cout runningn; else pcb-State=1; pcb-CPUtime+=
17、4; pcb-priority=pcb-priority -3;/*每运行一个时间片，其优先数减3*/ if(pcb-priority priority=1; print(pcb); printf( 变 迁 1: ready - runningn); if(rand()%3=1)/*PCB不是闲逛进程，满足条件侧阻塞此进程*/ if(pcb-CPUtime-2ALLtime) block(pcb); else/*已执行完毕，应该销毁进程*/ coutn; coutThe process noIDDestroyCPUtime=pcb-ALLtime)/*释放*/ coutn; coutThe p
18、rocess no ID DestroryID=0) insert_queue(ready_queue,pcb); print(pcb); cout runningn; else pcb-State=1; pcb-CPUtime=pcb-ALLtime; print(pcb); printf( 变 迁 1: ready - runningn); if(rand()%3=1)/*PCB不是闲逛进程，满足条件侧阻塞此进程*/ _state=1; block(pcb); else coutn; coutThe process no ID Destroryendl; delete pcb; if(ra
19、nd()%5=1) insert(3); if(rand()%7=1) wakeup(); void proc_priority()/优先权调度算法模拟 sort_queue(ready_queue); PCB *temp=0,*running=0; int times=0; cout*调度前:; :print_init(ready_queue); for(;timesnext; ready_queue-next =running-next ; coutendl; cout*调度开始endl; Run_priority(running); coutn*本次调度结束。endl; void pro
20、c_loop()/轮转调度算法模拟 PCB *temp=0,*running=0; int times=10; coutnext; ready_queue-next =running-next ; cout0) times=times-running-ALLtime;/*每次运行一个进程减去ALLtime;*/ if(times=0) Run_loop(running); else if(_state)/*如果运行时被阻塞，则运行2 个时间单位*/ times=times+2; _state=0; cout5487584574389574 fgfgfgfgf gfgfg389543789543
21、75894378954375; else pushback_queue(block_queue,running);/*时间不过，则阻塞该进程，放到阻塞队列 */ else if(times=0) coutn*本次调度时间片到!; break; coutn*本次调度结束。endl; 六、实验过程原始记录(数据、图表、计算等) 运行截图：七实验、析和结-19-（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）此次实验是编写进程管理的算法，程序包括了创建、撤销、调度、阻塞、唤醒进程等功能，该程序使用C+语言。由于基础知识的不牢固以及没有对所学知识的即使复习，在做的过程中有很大的难度，
22、因此，又对C+的一些运用进行了复习，重新看了一遍有关进程的相关知识，加深了对 C+知识的运用以及进程知识的了解。在此次程序中，我们主要运用的还是函数的调用以及队列的运用，因此，此次试验还运用了很多数据结构的知识，需充分的利用我们所学知识。在编写程序过程中，我们首先对变量进行初始化，然后建立进程函数、输出进程属性信息函数、输出所有 PCB 的初始值、生成进程属性信息，插入进程就绪队列、运行进程，随机阻塞进程、产生新进程，插入就绪队列，唤醒阻塞进程等等，然后对这些函数进行调用，我们才能编写出一个完整的程序， 最后再对程序进行调试。在调试的过程中，出现了很多的错误，但都是一些常见的错误， 因此通过软件的提醒都能够自己解决。此次程序包含的内容很多，是学习程序语言来很少遇到的一次挑战。但在程序的辨析过程中也学到了很多，不但把自己遗忘的进行了复习， 而且还学到了新的知识，虽然不是把每个方面都理解透彻了，但是至少能够理解它的相关功能以及需要实现的目的。
