操作系统设计报告

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1、青岛理工大学操作系统课程设计报告院（系）：院（系）： 计算机工程学院 专业：专业： 计算机科学与技术 班级：班级：计算 112 班 学学生生姓姓名名 : : 张华建 学号学号: 201107070 周伟鑫 201107071 题目题目： 通用处理机调度演示程序 起迄日期起迄日期: 2014-07-07 2014-07-17 设计地点设计地点:现代教育中心 101-103、主教学楼 B505 指指 导导 教教 师师: 张楠 20132014 年度 第 2 学期完成日期: 2014 年 7 月 17 日设计文档目录设计文档目录 1、课程设计目的课程设计目的.3.32、需求分析课程设计内容与要求需求

2、分析课程设计内容与要求.3 33 3、系统分析与设计系统分析与设计.3.33.1 系统分析.33.2 系统设计.54 4、系统测试与调试分析系统测试与调试分析.13.134.1 系统测试.134.2 调试分析.155 5、用户手册用户手册.16.166 6、程序清单程序清单.19.197 7、体会与自我评价体会与自我评价.28.288 8、参考文献参考文献.29.299 9、课程设计评价课程设计评价.29.29小组分工： 张华建（201107070）: 界面布局的总体设计，静态优先权选择算法的设计，时间片轮转(RR)算法的设计实现， 外部文件的信息读取，手动新建就绪队列的实现，就绪进程队列的实

3、现(DataTable 数据与 GridView 的绑定显示)，动态表格 Table 刷新和实时显示颜色块的功能实现，代码规范整合， Timer 定时器的使用。周伟鑫（201107071）: 先来先服务调度(FCFS)算法，最短时间优先调度(SJF)算法，高响应比优先调度(HRN) 算法的实现，各算法对应的数据计算，执行队列和已完成进城队列的信息处理，设计文档 的编写。备注: 一个系统本就是个统一的整体，不是说是哪个模块单独由某人实现，团队的合作本就 是对于出现的问题进行共同探讨和解决，况且选择用.NET 来做这次的课设项目本就是一次 未知的挑战，我们不会用的功能都需要上网查询，只要是想解决的

4、问题，总能找到方法的。一、一、课程设计目的课程设计目的操作系统课程是当代计算机软件系统的核心，是计算机系统的基础和支撑，它管理和 控制着计算机系统中的所有软、硬件资源，可以说操作系统是计算机系统的灵魂。操作系 统课程是计算机专业学生必须学习和掌握的基础课程, 是计算机应用人员深入了解和使用 计算机的必备知识, 是进行系统软件开发的理论基础。 操作系统是计算机系统的核心系统软件，它负责控制和管理整个系统的资源并组织用 户协调使用这些资源，使计算机高效的工作。此次的课程设计所选的题目为“通用处理机 调度演示” ，所以通过此次课设能够更加理解操作系统中处理机的工作方式，同时在设计不 同算法的过程中，

5、也可以明确的知道各种调度算法的使用优劣，视不同的环境条件下，调 用不同的算法可也达到比较想要的结果。 通过这次的实际操作系统分析设计、编程调试，掌握系统软件的分析方法和工程设计 方法，可以提高运用操作系统知识解决实际问题的能力；锻炼实际的编程能力、创新能力 及团队组织、协作开发软件的能力；还能提高调查研究、查阅技术文献、资料以及编写软 件设计文档的能力。所以说，一次积极地课程设计可以锻炼我们学生的很多能力，当然初 衷还是要方法切实以正确的态度来完成课程设计的前提，希望我们可以收获到自己的能力 提升.二、课程设计内容与要求课程设计内容与要求 1、 课程设计内容： 设计目的：在多道程序和多任务系统

6、中，系统内同时处于就绪状态的进程可能有若干 个，也就是能运行的进程数大于处理机个数，为了使系统中的进程有条不紊地工作，必须 选用某种调度策略，在一定的时机选择一个进程占有处理机。要求学生设计一个模拟处理 机调度算法，以巩固和加深处理机调度的概念。 2、 课程设计要求（多道、单处理机）： （1）进程调度算法包括：时间片轮转算法、先来先服务算法、短作业优先算法、静态 优先权优先调度算法、高响应比调度算法。 （2）每一个进程有一个 PCB，其内容可以根据具体情况设定。 （3）进程数、进入内存时间、要求服务时间、作业大小、优先级等均可以在界面上设 定。 （4）可读取样例数据（要求存放在外部文件中）进行

7、进程数、进入内存时间、时间片 长度、作业大小、进程优先级的初始化。 （5）可以在运行中显示各个进程的状态：就绪、执行（由于不要求设置互斥资源与进 程间的同步关系，故只有两种状态） 。 （6）采用可视化界面，可在进程调度过程中随时暂停调度，查看当前进程的状态以及 相应的阻塞队列。 （7）有性能比较功能，可比较同一组数据在不同调度算法下的平均周转时间。 （8）具有一定的数据容错性。三、三、系统分析与设计系统分析与设计1、系统分析、系统分析 通用处理机调度演示系统，需要模拟进程调度的五种算法：先来先服务调度算法，短 作业优先调度算法，高响应比优先调度算法，时间片轮转调度算法，静态优先权优先调度 算法

8、，时间片轮转算法。每个作业包括多个进程，进程可以并发，每一个进程用一个进程类表示，进程类包含 如下信息：PCB 名称，进入内存时间，服务时间，状态标志，进程大小，内部 PCB 标志， 进程的优先级。既可以用户自己输入相关进程，又可以读取外部文件，能够比较同一组数 据在不同调度算法下的平均周转时间和平均带权周转时间。因为多数信息需要在执行过程 中进行数据处理和动态显示，要求直观而规范的呈现演示过程。 在系统分析阶段，系统的逻辑结构应从以下三方面全面反映系统的功能与性能： （1）信息。在开始界面，用户可以自行选择进程就绪队列的产生方式，既可以自己创 建，也可以读取外部文件。其中进程名称，优先级别，

9、服务时间都是必不可少的，创建之 初，会自动读取系统时间作为到达时间，当演示开始之时，会相应的读取系统时间作为开 始时间，这些信息都会对运行过程中的响应比发生影响，为后面的信息提取做准备. （2）行为。根据要求，如果自己创建进程，也可自行输入进程名称，服务时间，优先 级别等信息，点击“创建新进程”按钮，可以提供动态表格的呈现与否，当未完成进程调 度算法，在右下侧的区域，点击数据处理按键显示对应算法的平均周转时间和平均带权周 转时间。因为采用的 Timer 计时器的设置，所以每一秒都会定时刷新界面，进而数据变动 的模块都会不断的变化，更加直观的显示进程调度情况。 （3）表示。用户可以自行演示，点击

10、相应按钮执行操作，其中的 RadioButtonList 提 供多种选择方式，可以根据自己的需要进行选择。同时，采用的.NET 设计使界面更加新颖 ，Table 单元格的实时刷新，可以直观的显示算法的调用过程中各个进程的状况，而且数据 不断更新，可自行查阅. 系统界面布局展示：WELCOME 通用处理机调度演示程序登录账号： 登录密码：图3-1-1 开始界面调度算法选择执行进程表算法调度动态演示表样例导入退出程序创建新进程运行演示清除所有进程信息图3-1-2 操作主界面（1）就绪进程队列表已完成进程队列表显示数据图3-1-3 操作主界面（2） 2 2、系统设计：、系统设计：通用处理机调度演示程

11、序先来 先服 务调 度短作 业优 先调 度高响 应比 优先 调度静态 优先 权调 度时间 片轮 转调 度图 3-2-1 系统设计 2.1、模块设计：、模块设计： （1）主程序模块：判断所选择的调度算法数据输入方式读 取 外 部 文 件自 己 创 建 进 程进程队列分类数据处理模块平 均 周 转 时 间平 均 带 权 周 转 时 间删 除 所 有 进 程执 行 队 列就 绪 队 列完 成 队 列图 3-2-2 主程序模块显示图 （2）先来先服务调度模块流程： 就绪进程队列显示进程信息根据到达时间将最早到达的进程导入到执行队列将执行完的进程信息，写入完成进程队列中就绪队列有记录？ Y N开始结束图

12、 3-2-3 先来先服务调度算法处理模块 （3）短作业优先调度： 就绪进程队列显示进程信息根据服务时间的长短，将最短的进程调入到执行队列将执行完的进程信息，写入完成进程队列中就绪队列有记录？ Y N开始结束3-2-4 短作业优先调度算法处理模块（4）高响应比优先调度：就绪进程队列显示进程信息根据 Timer 计时器的设定，计算当前状态下的响应比将执行完的进程信息，写入完成进程队列中就绪队列有记录？将最短的进程调入到执行队列YN开始结束3-2-5 高响应比优先调度算法处理模块 （5）静态优先权调度就绪进程队列显示进程信息根据优先权的大小，将最大优先级别的进程调入到执行队 列将执行完的进程信息，写入完成进程队列中就绪队列有记录？NY开始结束3-2-6 静态优先权优先调度算法处理模块 （6）时间片轮转调度算法就绪进程队列显示进程信息根据时间片大小，判断执行时间将执行队列 的进程信息， 写入就绪进 程队列的最 后一行时间片用完前，执行 进程所用时间1)RunningPcbOsCreate();elseLabel2.Text = “;Label3.Text = “;Label4.Text = “;Label5.Text = “;Label6.Text = “;Label7.Text = “;Label8.Text = “;els