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1、第8章操作系统实验及课程设计,8.1进程调度 8.2进程通信 8.3存储器管理 8.4磁盘调度 8.5文件管理 8.6进程同步之经典问题 8.7Linux操作系统的使用实验 8.8课程设计1-生产者和消费者问题 8.9课程设计2-银行家算法,8.1进程调度,8.1.1 实验目的和要求 用高级语言编写和调试进程调度的模拟程序，以加深对进程调度算法的理解。 实验要求如下： (1)上机前做好充分准备，先做方案设计，并预先做一些情况分析。 (2)方案设计、程序编写和上机调试要求独立完成。 (3)仔细观察并记录上机时出现的各种现象，记录并详细分析运行的结果。,下一页 返回,8.1进程调度,(4)认真书写
2、综合实验报告。报告内容中主要包括实验目的与意义、问题模型描述、方案设计、算法描述及框图、开发编程环境说明、调试记录及其分析、程序清单（源代码要带注释）、运行记录及其分析、实验总结、程序的不足之处及修改预案等几个部分。 (5)实验报告要求条理清晰，层次分明，图文并茂，要符合科技文献的一般要求。 8.1.2 实验内容 (1)自定义进程相关的数据结构。 (2)利用MFC类库中的栈，链表、向量等模板模拟进程控制块队列、进程控制块优先级队列、统计信息链表及其指令集合。,上一页 下一页 返回,8.1进程调度,(3)利用MSDN和MFC API编程实现常见的进程控制和调度策略（先来先服务算法、时间片轮转算法
3、、最高优先权优先调度算法、最短进程优先调度算法）。 (4)测试以上进程调度策略的周转时间、带权周转时间、平均周转时间和平均带权周转时间，并定性评价它们的性能。 8.1.3预备知识 1信号相关的系统调用 (1) Set Console Ctrl Handler:定义或取消本进程的信号处理例程列表中的用户定义例程。 (2) Generate Console Ctrl Event:发送信号到与本进程共享同一控制台的控制台进程组。,上一页 下一页 返回,8.1进程调度,2临界区有关的系统调用 ( l)InitializeCriticalSection：初始化临界区对象。 (2) EnterCritic
4、alSection:等待占用临界区的使用权。 (3) TryEnterCriticalSection：非等待方式申请临界区的使用权。 (4) LeaveCriticalSection:释放临界区的使用权。 (5) DeleteCriticalSection:释放与临界区对象相关的所有系统资源。 3线程相关的系统调用 (1) CreateThread:创建一个线程内核对象，线程执行指定的ThreadProc例程。,上一页 下一页 返回,8.1进程调度,(2) ThreadProc:线程执行例程。 (3) ExitThread:终止线程的运行，同时操作系统清除该线程使用的所有操作系统资源。 (4)
5、 TerminateThread:撤消任何线程，线程的内核对象的使用计数也递减，但系统不撤消该线程的堆栈。 线程函数返回是确保所有线程资源被正确地清除的唯一办法。 以上的系统调用详细资料参考MSDN网站或光盘。 4进程调度常用算法 进程调度常用算法的相关知识参考前文。,上一页 下一页 返回,8.1进程调度,5相关概念 MFC栈(queue)、链表(list)、向量(vector)的相关知识参考MSDN网站或光盘 8.1.4实验指导 1进程相关的数据结构 /进程状态 enum PROCSTATUS Ready， 就绪 Block， 阻塞 Run， 运行 )；,上一页 下一页 返回,8.1进程调度
6、,进程优先级 enum PROCPRIORITY Low， 低 LowStandard， 低于标准 Standard， 标准 HighStandard， 高于标准 High， 高 RealTime， 实时 )； 调度算法 enum SCHEDULEALGORITHM,上一页 下一页 返回,8.1进程调度, FCFS， 先来先服务 SPF， 短进程优先 FPF_Reaved， 抢占式高优先级 TimePiece， 时间片轮转 )； 进程标识符 struct PROCID ,上一页 下一页 返回,8.1进程调度,int nInID; 内部标识符 int nOutID； 外部标识符 )； 处理机状态
7、 struct PROCESSORSTATUS int nIP; 指令指针 )；,上一页 下一页 返回,8.1进程调度,进程调度信息 struct PROCSCHINFO PROCSTATUS status Proc； 进程状态 PR()CPRI()RITY proc Priority； 进程优先级 ； 进程控制信息 struct PROCCONINFO PCB *pNextPCB； 下- PCB,上一页 下一页 返回,8.1进程调度,程序 struct PROGRAM int nProgl.en； 程序大小 int nIP； 指令指针 SYSTEMTIME timeSystem； 程序请求运
8、行时间 INSTRUCTI()NSET instructionSet; 指令集合 ；,上一页 下一页 返回,8.1进程调度,统计信息 struct STATINFO int nRequestTime； 进程请求运行时间 int nGetCPUTime; 系统为之提供服务时间 )； 进程控制块 struct PCB ,上一页 下一页 返回,8.1进程调度,STATINFO infoStat; 统计信息 PROCID idProc； 进程标识符 PROGRAM program; 该进程对应的程序 PROCESSORSTATUS statusProcessor； 处理机状态 PR()CSCHINF(
9、) infoProcSch； 进程调度信息 PROCCONINFO infoProcCon； 进程控制信息 ,上一页 下一页 返回,8.1进程调度,统计信息：程序长度 struct STATINFO PROGLEN int nProgLen； 程序长度 int nProcID； 进程ID int nPeriod； 周转时间 int nWeightPeriod； 带权周转时间 bool operator STATINFO_PROGLEN infoStat) return nProgLen infoStat. nProgLen;,上一页 下一页 返回,8.1进程调度,统计信息：进程优先级 stru
10、ct STATINFO PRIORITY PR()CPRI()RITY procPriority; 进程优先级 int nProcID； 进程ID int nPeriod； 周转时间 int nWeightPeriod;带权周转时间 bool operator STATINFO_PRIORITY infoStat) return procPriorityinfoStat. procPriority; ) )；,上一页 下一页 返回,8.1进程调度,2进程调度算法和性能测试程序的主要模块 DWORD WINAPI GetRandProc (LPVOID lpParam)； 产生随机进程并插入就绪
11、队列 void Schedule_FCFS()；FCFS调度 void Schedule_SPF()； 短作业优先 void Schedule_FPF_Reaved ( )； 高优先权调度 void Schedule_TimePiece()； 时间片调度 void Schedule()； 调度程序 BOOL RunProc(PCB*pPcb)； 运行进程 void Exit()； 退出系统 void PressAnyKey()； 按任意键继续,上一页 下一页 返回,8.1进程调度,void CoolBeep( UINT uiCbSort)； 蜂鸣声 void Reset(SCHEDULEALG
12、ORITHM algo)；重新设置初值 void PrintPriority( PROCPRIORITY p)； 以文字方式打印优先级 BOOL CtrlHandler(DWORD dwCtrlType)； 处理控制台事件 void Clean()； 事后清理 void PrintAlgorithm(SCHEDULEALGORITHM algo)；打印算法 打印统计信息：程序长度,上一页 下一页 返回,8.1进程调度,void PrintStatInfo_ProgLen( STATINFOL_PROGLEN l, SCHEDULEALGORITHM algo); 打印统计信息：进程优先级 vo
13、id PrintStatInfo_Priority( STATINFOL_PRIORITY l, SCHEDULEALGORITHM algo); void SortInsProgLenQ(PCBPQUEUE8- pcbQ,PCB pcb); ，按程序大小入队列 void SortInsPriorityQ(PCBPQUEUE 按优先级入队列,上一页 下一页 返回,8.1进程调度,3全局变量 int g_nCloseTime； 模拟时间 int g_nMaxRunTime; 程序最大运行时间 int g_nMaxlnterval； 最大间隔 int g_nMaxTimePiece； 最大时间片
14、int g_nCurProcID=0； 当前进程ID PCB g_CurRunningProc； 当前正在运行的进程 int g_nFinishedTime一0； 模拟已完成的时间 BOOL g_bIsEndFALSE; 结束标志,上一页 下一页 返回,8.1进程调度,BOOL g_bProgIsRun; 是否有程序正在运行 BOOL g_bIsPrioritierReach= FALSE; 是否有优先级更高的进程到达 PCB g_pcbPrioritier; 更高优先级的进程 PCBQUEUE g_pcbReadyQueue; 就绪队列 PCBPQUEUE g_pcbReadyPriorit
15、yQueue; 就绪优先级队列 SCHEDULEALGORITHM g_ScheduleAlgorithm; 调度算法 CRITICAL_SECTION g_CriticalSection； 临界区,上一页 下一页 返回,8.1进程调度,STATINF()L PR()GLEN g_listStatInfoProgLen3； 统计信息链表：程序长度 STATINF()L_PRIORITY g_listStatInfoProcPriority; 统计信息链表：进程优先级 HANDLE g_hStdOut=GetStdHandle(STD_OUTPUT_HANDLE);标准输出（控制台句柄）,上一页 下一页 返回,8.1进程调度,4自定义宏 颜色 # define CLR_GREEN 10 绿 # define CLR_RED 12 红 # define CLR_SECRED 13 次红 # define CLR YELL
