进程控制系统模拟-文档

*******************实践教学*******************兰州理工大学计算机与通信学院2014年秋季学期操作系统原理课程设计题目：进程控制系统模拟专业班级：计算机2班姓名：原龙学号：12240207指导教师：庞淑侠成绩：_______________-2-摘要操作系统原理课程设计是为了让我们能对操作系统原理有更进一步的了解所开设的实践课程。这就要求我们在对课本主要内容熟练掌握的前提下，还能够运用这些内容来解决实际问题。本次课设题目为进程控制系统模拟。进程的控制过程包括：创建进程、判断进程、换出进程、终止进程、杀死进程等，这些控制和管理功能是由操作系统中的原语来实现的。原语是在管态下执行、完成系统特定功能的程序段，而用于进程控制的原语包括：创建原语、撤销原语、阻塞原语、唤醒原语、挂起原语和激活原语等。系统对进程的控制如不使用原语，就会造成其状态的不确定性，从而实现不了进程控制的功能。本课设将实现用一个fork()函数实现进程的创建，查看运行，再利用一个exec()函数实现进程之间的替换，用一个wait（）函数调整进程的运行顺序，直到杀死进程退出程序。主要算法采用了先来先服务，这样做的优点是进入队列的顺序决定优先级。课程设计可以提高我们的实践动手能力，能让我们把课本上的知识真正在实际应用中得到实现，进而把它变成自己的东西，达到学以致用的效果。同时，还可以加深对理论知识的印象。这也可以为我们以后的工作奠定良好的基础。关键字:进程控制原语进程创建进程撤销-3-前言《操作系统原理》是计算机类专业的核心课程，也是其他诸多类专业的重要选修课，开设这门课可以为理解、应用和开发程序提供技术和方法支持，为后续课程的学习提供重要思想和方法基础，同时对于自己逻辑思维培养和程序设计思想体系的建立有着重要的影响。但是对于《操作系统原理》这门课仅仅通过课堂教学或自学获取理论知识是远远不够的，还必须加强实践，亲自上机输入、编辑、检查、修改、调试和运行各种典型算法。在大学学习时，知识是通过一门门独立的课程传授的，而实际问题之能够顺利地得到解决，不但需要多方面的知识，而且还需要善于对这些知识综合地加以运用。这次课设正是给我们了一次自己实践的机会。每个进程用一个进程控制块（PCB）表示。进程控制块可以包含如下信息：进程名、优先数、到达时间、需要运行时间、已用CPU时间、进程状态等等。进程的优先数及需要的运行时间可以事先人为地指定（也可以由随机数产生）。进程的到达时间为输入进程的时间。由于多道程序设计的操作系统都建立在进程的基础上，操作系统中引进进程的概念，理论角度讲是对正在运行的程序活动规律的抽象；从实现角度讲，则是一种数据结构，目的在于清楚地刻画系统的动态规律，有效管理计算机系统中程序的运行。-4-目录摘要..........................................................................................................................................-2-前言..........................................................................................................................................-3-一、设计思想..............................................................................................................................-5-1.1基本原理.......................................................................................................................-5-1.2设计目的及要求...........................................................................................................-5-1.3进程状态关系....................................................................................................................61.4进程控制............................................................................................................................61.5总体设计思路....................................................................................................................7二、各模块的伪码算法..............................................................................................................-8-2.1进程控制块..................................................................................................................-8-2.2新建进程......................................................................................................................-8-2.3查看运行中的进程......................................................................................................-8-2.4撤销进程...........................................................................................................................9三、测试结果分析....................................................................................................................-11-3.1开始界面演示.............................................................................................................-11-3.2新建功能界面............................................................................................................-11-3.3进程的查看演示..............................................................................................................123.4进程的调度情况.........................................................................................................-12-3.5退出系统.....................................................................................................................-13-设计总结..............................................................................................................................-14-参考文献..............................................................................................................................-15-致谢........................................................................................................................................-16-附录(部分程序源代码)............................................................................................................-17--5-一、设计思想1.1基本原理进程：进程是具有独立功能的可并发执行的程序在一个数据集合上的运行过程，在系统运行过程中是不断产生和消亡的。中断：中断是指处理机对系统中或系统外发生的异步事件的响应。进程管理：主要包括进程调度，进程的创建和撤销、进程的阻塞和唤醒，中断作用的实现。内核在引导并完成了基本的初始化以后，就有了系统的第一个进程，即初始化进程，实际上是内核线程。除此之外所有的其它进程和线程都是由这个原始的进程或其子孙进程所创建。通过用主函数建立一个主菜单，然后再编写各个子函数分别实现主函数的功能，从而达到实现创建进程，查看进程，换出进程，杀死进程，结束进程等功能，在整个过程中主要用到了公共参数和私有参数以及函数调用等技术。1.2设计目的及要求通过该题目的设计过程，可以初步掌握进程控制系统的原理、软件开发方法并提高解决实际问题的能力。也能提高同学们的实践动手能力，在实践过程中加深理解和熟练掌握课本中所学的各种操作，学会如何把所学的知识用于解决实际问题，以达到学以致用的效果。了解WindowsXP的操作接口及系统调用方式，熟悉WindowsXP常用操作的实现过程，练习并掌握VisualC++开发环境。利用WindowsSDK（SystemDevelopmentKit）提供的API（应用程序接口）编程模拟实现进程控制系统，要求用fork()创建一个进程，再调用exec()用新的程序替换该子进程的内容，利用wait()来控制进程执行顺序。核心要求用fork()创建一个进程，再调用exec()用新的程序替换该子进程的内容，利用wait()来控制进程执行顺序。现设计为以下内容：1、分析设计要求，给出解决方案（要说明设计实现所用的原理、采用的数-6-据结构）。2、设计合适的测试用例，对得到的运行结果要有分析。3、设计中遇到的问题，设计的心得体会。1.3进程状态之间的关系进程的三个状态之间的转换如图1-3所示：图1-3进程的三种基本状态及其转换1.4进程控制建立四个函数模拟进程创建、撤销、阻塞和唤醒四个原语。①进程创建fork（）进程创建的主要工作