[操作系统概论]实验指导书-实验一进程管理

1实验一进程管理一、目的进程调度是处理机管理的核心内容。本实验要求编写和调试一个简单的进程调度程序。通过本实验加深理解有关进程控制块、进程队列的概念，并体会和了解进程调度算法的具体实施办法。二、实验内容及要求1、设计进程控制块PCB的结构（PCB结构通常包括以下信息：进程名（进程ID）、进程优先数、轮转时间片、进程所占用的CPU时间、进程的状态、当前队列指针等。可根据实验的不同，PCB结构的内容可以作适当的增删）。为了便于处理，程序中的某进程运行时间以时间片为单位计算。各进程的轮转时间数以及进程需运行的时间片数的初始值均由用户给定。2、系统资源(r1…rw),共有w类，每类数目为r1…rw。随机产生n进程Pi(id,s(j,k)，t),0=i=n,0=j=m,0=k=dt为总运行时间，在运行过程中，会随机申请新的资源。3、每个进程可有三个状态（即就绪状态W、运行状态R、等待或阻塞状态B），并假设初始状态为就绪状态。建立进程就绪队列。4、编制进程调度算法：时间片轮转调度算法本程序用该算法对n个进程进行调度，进程每执行一次，CPU时间片数加1，进程还需要的时间片数减1。在调度算法中，采用固定时间片（即：每执行一次进程，该进程的执行时间片数为已执行了1个单位），这时，CPU时间片数加1，进程还需要的时间片数减1，并排列到就绪队列的尾上。三、实验环境操作系统环境：Windows或DOS系统。编程语言：TurboC、VisualC++、brolandC++、VisualBasic、Delphi、Java等。四、实验思路和设计1、程序流程图由学生自行完成。2对进程进行初始化，建立就绪队列、阻塞队列。Input()触发时钟，调用时间片轮转调度算法。runFcfs()取就绪队列的第一个进程，判断其运行的时间片是否达到所需次数。如果达到，则释放资源如果没达到，则运行一个时间片。running()输出就绪队列和阻塞队列的信息。outputall()就绪队列为空？检查阻塞队列，对于当前资源数目满足阻塞队列的进程，由阻塞转入就绪队列。testblock()检查是否有新进程产生，如果有，则判断系统资源是否够用，如果够用，则分配给该进程，插入就绪队列。如果不够用，则插入阻塞队列。testnew()显示三类资源情况。rescore()结束开始是否32、主要程序代码//PCB结构体structpcb{intid;//进程IDintra;//所需资源A的数量intrb;//所需资源B的数量intrc;//所需资源C的数量intntime;//所需的时间片个数intrtime;//已经运行的时间片个数charstate;//进程状态，W（等待）、R（运行）、B（阻塞）structpcb*next;}*hready=NULL,*hblock=NULL,*p;//hready，hblock分别为指向就绪和阻塞队列typedefstructpcbPCB;intm,n,r,a,b,c,h=0,i=1,time1Inteval;//m为要模拟的进程个数，n为初始化进程个数//r为可随机产生的进程数（r=m-n）//a，b，c分别为A，B，C三类资源的总量//i为进城计数，i=1…n//h为运行的时间片次数，time1Inteval为时间片大小（毫秒）//将进程插入到队列链尾（包括就绪队列和阻塞队列）PCB*insert(PCB*head,PCB*pcb)//带两个指针形参：队列指针head和当前进程PCB{PCB*pi,*p1;p1=head;pi=pcb;if(head==NULL){head=pi;pi-next=NULL;}else{while(p1-next!=NULL){p1=p1-next;}p1-next=pi;pi-next=NULL;}return(head);}//对进程进行初始化，建立就绪队列、阻塞队列。voidinput(){AnsiStringstr1;m=StrToInt(Form1-Edit1-Text);//读取要模拟的进程总数给mn=StrToInt(Form1-Edit2-Text);//读取需初始化进程数给n4a=StrToInt(Form1-Edit3-Text);//读取A类资源的总数给ab=StrToInt(Form1-Edit4-Text);//读取B类资源的总数给bc=StrToInt(Form1-Edit5-Text);//读取C类资源的总数给ctime1Inteval=StrToInt(Form1-Edit6-Text);//读取时间片长度给time1IntevalForm1-Timer1-Interval=time1Inteval;r=m-n;//计算可随机产生的进程数为rfor(i=1;i=n;i++)//初始化n个进程信息{p=getpcb(PCB);//#definegetpcb(type)(type*)malloc(sizeof(type))p-id=i;str1+=产生进程ID：;str1+=IntToStr(p-id);str1+=\r\n;p-ra=(random(a-3)+3);str1+=所需A类资源数：;str1+=IntToStr(p-ra);str1+=\r\n;p-rb=(random(b));str1+=所需B类资源数：;str1+=IntToStr(p-ra);str1+=\r\n;p-rc=(random(c-2)+2);str1+=所需C类资源数：;str1+=IntToStr(p-ra);str1+=\r\n;p-ntime=(random(5)+1);str1+=所需时间片个数：;str1+=IntToStr(p-ntime);str1+=\r\n;p-rtime=0;p-next=NULL;if(((a-(p-ra))=0)&&((b-(p-rb))=0)&&((c-(p-rc))=0))//如果资源符合所需要求{//则写入就绪队列队尾（状态为W）a=a-(p-ra);//当前所剩A类资源数目b=b-(p-rb);//当前所剩B类资源数目c=c-(p-rc);//当前所剩C类资源数目p-state='W';hready=insert(hready,p);//将进程插入就绪队列}//ifelse//如果资源不符合所需要求，则写入阻塞队列队尾（状态为B）{p-state='B';hblock=insert(hblock,p);}//ifstr1+=当前进程状态：;str1+=(p-state);str1+=\r\n;str1+=\r\n;}//forForm1-Memo1-Lines-Add(str1);}//从链表起始地址开始输出该链表的内容voiddisp(PCB*head){PCB*p1;p1=head;5AnsiStringstr2;if(head!=NULL)//链表非空{do{str2+=;str2+=IntToStr(p1-id);str2+=;str2+=(p1-state);str2+=;str2+=IntToStr(p1-ra);str2+=;str2+=IntToStr(p1-rb);str2+=;str2+=IntToStr(p1-rc);str2+=;str2+=IntToStr(p1-ntime);str2+=;str2+=IntToStr(p1-rtime);str2+=\r\n;p1=p1-next;}while(p1!=NULL);//不断输出进程的信息，直到链尾！}//ifelse{str2+=\t\t该队列中没有进程！\r\n;}Form1-Memo1-Lines-Add(str2);}//输出就绪队列和阻塞队列的信息voidoutputall(){AnsiStringstr1,str2,str3;str3+=\r\n;str3+================CPU时间片运行了:;str3+=IntToStr(h);str3+=次===============\r\n;Form1-Memo1-Lines-Add(str3);str1+=*********************************当前就绪队列的信息;str1+=*********************************\r\n;str1+=进程ID进程状态A资源数B资源数C资源数需要时间片已运行时间片;Form1-Memo1-Lines-Add(str1);disp(hready);str2+=*********************************当前阻塞队列的信息;str2+=*********************************\r\n;str2+=\r\n;str2+=进程ID进程状态A资源数B资源数C资源数需要时间片已运行时间片;Form1-Memo1-Lines-Add(str2);disp(hblock);}//建立一个PCB结构体型的空链表PCB*increat(void){PCB*head;6head=NULL;return(head);}//运行就绪队列的头进程，运行一个时间片，轮转一个时间片，时间片轮转调度算法PCB*running(PCB*head){PCB*p1;p1=head;AnsiStringstr4;If(p1-next==NULL)head=increat();else{head=p1-next;}p1-state='R';//进程状态由就绪转向运行(p1-rtime)++;//已运行时间片数增加1h++;str4+=~~~~~~~~~~~~~~~~当前正在运行的进程ID是：;str4+=IntToStr(p1-id);str4+=~~~~~~~~~~~~~~~~~~\r\n;str4+=进程ID进程状态A资源数B资源数C资源数需要时间片已运行时间片\r\n;str4+=;str4+=IntToStr(p1-id);str4+=;str4+=(p1-state);str4+=;str4+=IntToStr(p1-ra);str4+=;str4+=IntToStr(p1-rb);str4+=;str4+=IntToStr(p1-rc);str4+=;str4+=IntToStr(p1-ntime);str4+=;str4+=IntToStr(p1-rtime);str4+=;Form1-Memo1-Lines-Add(str4);if(p1-ntime==p1-rtime)//如果已经运行的时间片到达所需次数，该进程结束{str4+=\r\n\r\n\t\tID号为：;str4+=IntToStr(p1-id);str4+=的进程已经完成！！！;Form1-Memo1-Lines-Add(str4);a=a+(p1-ra);b=b+(p1-rb);c=c+(p1-rc);free(p1);//释放当前指针}else//如果已经运行的时间片未到达所需次数，该进程运行一个时间片后进入就绪队列尾{p1-state='W';head=insert(head,p1);}return(head);}7//检测当前资源数目是否满足阻塞队列里进程的需求voidtestblock(){PCB*p1,*p2;p1=hblock;p2=hblock;AnsiStringstr5;while((hblock!=NULL)&&(p1!=NULL)){if((a-(p1-ra)=0)&&(b-(p1-rb)=0)&&(c-(p1-rc)=0))//如果满足{if(p1==hblock){hblock=p1-next;p1-state='W';hready=insert(hready,p1);//将阻塞的进程插入就