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1、操作系统实验指导书及代码 操作系统实验指导书 目 录 实验环境 . 1 实验报告要求 . 1 实验一 进程控制与处理机调度综合实验 . 2 实验二 存储管理与页面置换算法 . 7 实验环境 本课程实验硬件环境为P以上的处理器，带有显示器。操作系统使用windows98以上操作系统，基本编程环境为Turbo C。 实验报告要求 实验报告应包含以下内容： （1）实验题目 （2）实验目的 （3）实验环境 （4）算法描述 （5）程序源代码 （6）出现的问题 （7）对问题的解决方案 （8）实验结果与结果分析 （9）实验思考（学生对本次实验的收获的总结） 实验一 进程控制与处理机调度综合实验 一、实验目的
2、 通过模拟进程控制方法及单处理机系统的进程调度，了解进程的结构，进程的创建与撤消，进程的组织及进程的状态及其转换，掌握进程调度策略。 二、实验学时 4学时 三、实验内容 本实验为单机模拟进程调度算法，在程序设计时不需真正地建立线程或者进程。实验模拟创建若干进程（人为输入或随机数产生），选择一种或几种单处理机的进程调度算法，如FCFS（先来先服务），SPF（短进程优先），RR（时间片轮转法），优先级算法等，模拟进行进程调度。每进行一次调度，都打印一次运行进程、就绪队列、以及各个进程的PCB，并能在进程完成后及时撤消该进程。 四、算法描述 1 进程及进程的运行状态 进程是现代计算机中的基本要素，是
3、系统分配资源和调度的基本单位。进程与程序不同，进程是系统中动态的实体，有它的创建、运行和撤销的过程。PCB块是系统感知进程存在的唯一实体。进程的创建必须首先创建进程的PCB块，而进程的运行也伴随着PCB块的变化，进城撤销也要同时撤销它的PCB块。所以本实验的任务就是通过模拟调度进程的PCB块来调度进程。 进程的PCB块包含以下四方面的内容： a) 进程标示符 b) 处理及状态信息 c) 进程调度信息 d) 进程控制信息 进程在运行中存在三种基本状态，分别是运行状态、就绪状态和阻塞状态。 2 进程调度 一个运行进程的时间片用完或发生阻塞时，系统就会选择一个就绪进程调度执行。进程的调度算法有很多，
4、如FCFS、SPF、优先级调度和时间片轮转方法。进程调度算法模拟实验就是通过调度进程的PCB块来模拟调度进程。在系统中PCB块就表现为一个结构体，PCB块之间的连接方式存在两种，一种是链接方式，一种是索引方式。本实验中可选择任意一种连接方式。 3 例程 设计一个有 N个进程共行的进程调度程序。进程调度算法：采用最高优先数优先的调度算法（即把处理机分配给优先数最高的进程）。 每个进程有一个进程控制块（PCB）表示。进程控制块可以包含如下信息：进程名、优 2 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
5、时间为进程输入的时间。 进程的运行时间以时间片为单位进行计算。 每个进程的状态可以是就绪 W（Wait）、运行R（Run）、或完成F（Finish）三种状态之一。 就绪进程获得 CPU后都只能运行一个时间片。用已占用CPU时间加1来表示。 如果运行一个时间片后，进程的已占用 CPU时间已达到所需要的运行时间，则撤消该进程，如果运行一个时间片后进程的已占用CPU时间还未达所需要的运行时间，也就是进程还需要继续运行，此时应将进程的优先数减1（即降低一级），然后把它插入就绪队列等待CPU。每进行一次调度程序都打印一次运行进程、就绪队列、以及各个进程的 PCB，以便进行检查。重复以上过程，直到所要进程
6、都完成为止。 调度算法的流程图如下： 开始初始化进程PCB，输入进程信息各进程按优先数从高到低排列y就绪队列空？结束就绪队列首进程投入运行时间片到CPU占用时间+1运行已占用CPU时间已达到所需CPU时间y进程完成撤销该进程是运行进程的优先数减1把运行进程插入就绪队列 图1-1 流程图 五、参考程序 _include _include _include _define getpch(type) (type_)malloc(sizeof(type) _define NULL 0 struct pcb /_ 定义进程控制块PCB _/ char name10; char state; 3 int
7、super; int ntime; int rtime; struct pcb_ link; _ready=NULL,_p; typedef struct pcb PCB; void sort() /_ 建立对进程进行优先级排列函数_/ void input() /_ 建立进程控制块函数_/ int i,num; printf(请输入进程数量?scanf(for(i=0;iprintf(进程号No.%d:np=getpch(PCB); printf(输入进程名:scanf( printf(输入进程优先数:scanf( printf(输入进程运行时间:scanf(printf( p-rtime=
8、0;p-state=w; p-link=NULL; sort(); /_ 调用sort函数_/ int space() int l=0; PCB_ pr=ready; while(pr!=NULL) l+; pr=pr-link; return(l); void disp(PCB _ pr) /_建立进程显示函数,用于显示当前进程_/ 4 printf(printf(printf(printf(printf(printf(printf( void check() /_ 建立进程查看函数 _/ PCB_ pr; printf(当前正在运行的进程是:%s显示当前运行进程_/ disp(p); pr
9、=ready; printf(当前就绪队列状态为:n显示就绪队列状态_/ while(pr!=NULL) disp(pr); pr=pr-link; void destroy() /_建立进程撤消函数(进程运行结束,撤消进程)_/ printf(进程 %s 已完成.nfree(p); void running() /_ 建立进程就绪函数(进程运行时间到,置就绪状态_/ (p-rtime)+; if(p-rtime=p-ntime) destroy(); /_ 调用destroy函数_/ else (p-super)-; p-state=w; sort(); /_调用sort函数_/ void main() /_主函数_/ int len,h=0; char ch; 5
