進程調(diào)度模擬系統(tǒng)設計.doc

武漢理工大學操作系統(tǒng)課程設計說明書目 錄1 需求分析 32 整體功能及設計 43 編程實現(xiàn) 84 使用說明13 5 運行結果與運行情況156 自我評析和總結197 附錄208 參考文21課程設計任務書學生姓名： 鐘僥 專業(yè)班級： 軟件0504 指導教師： 劉春 工作單位： 計算機科學與技術學院 題 目: 進程調(diào)度模擬系統(tǒng)的設計強占式高優(yōu)先級優(yōu)先、時間片輪轉、最高響應比優(yōu)先調(diào)度算法 初始條件：1預備內(nèi)容：閱讀操作系統(tǒng)的處理機管理章節(jié)內(nèi)容，對進程調(diào)度的功能以及進程調(diào)度算法有深入的理解。2實踐準備：掌握一種計算機高級語言的使用。要求完成的主要任務: 1模擬進程調(diào)度，分別采用強占式高優(yōu)先級優(yōu)先、時間片輪轉、最高響應比優(yōu)先調(diào)度算法。能夠處理以下的情形： 能夠選擇不同的調(diào)度算法（要求中給出的調(diào)度算法）； 能夠輸入進程的基本信息，如進程名、優(yōu)先級、到達時間和運行時間等； 根據(jù)選擇的調(diào)度算法顯示進程調(diào)度隊列； 根據(jù)選擇的調(diào)度算法計算平均周轉時間和平均帶權周轉時間。2設計報告內(nèi)容應說明： 課程設計目的與功能； 需求分析，數(shù)據(jù)結構或模塊說明(功能與框圖)； 源程序的主要部分； 運行結果與運行情況分析； 自我評價與總結：i）你認為你完成的設計哪些地方做得比較好或比較出色；ii）什么地方做得不太好，以后如何改正；iii）從本設計得到的收獲（在編寫，調(diào)試，執(zhí)行過程中的經(jīng)驗和教訓）；iv）完成本題是否有其他的其他方法（如果有，簡要說明該方法）；v）對實驗題的評價和改進意見，請你推薦設計題目。時間安排：設計安排一周：周1、周2：完成程序分析及設計。周2、周3：完成程序調(diào)試及測試。周4、周5：撰寫課程設計報告。指導教師簽名： 年 月 日系主任（或責任教師）簽名： 年 月 日進程調(diào)度模擬系統(tǒng)設計報告-強占式高優(yōu)先級優(yōu)先、時間片輪轉、最高響應比優(yōu)先.1需求分析1.1 功能需求模擬進程調(diào)度，分別采用強占式高優(yōu)先級優(yōu)先、時間片輪轉、最高響比優(yōu)先調(diào)度算法。能夠處理以下的情形： 能夠選擇不同的調(diào)度算法（要求中給出的調(diào)度算法）； 能夠輸入進程的基本信息，如進程名、優(yōu)先級、到達時間和運行時間等； 根據(jù)選擇的調(diào)度算法顯示進程調(diào)度隊列； 根據(jù)選擇的調(diào)度算法計算平均周轉時間和平均帶權周轉時間。1.1.1時間片輪轉法時間片輪轉法是指系統(tǒng)將所有就緒進程按FIFO規(guī)則排隊，按一定的時間間隔把處理機分配給隊列中的進程。這樣，就緒隊列中所有進程均可獲得一個時間片的處理機而運行。1.1.2搶占的高優(yōu)先級優(yōu)先調(diào)度這種調(diào)度算法給那些系統(tǒng)中得到運行的所有進程都靜態(tài)地分配一個優(yōu)先級。靜態(tài)優(yōu)先級的分配可以根據(jù)應用的屬性來進行，比如任務的周期，用戶優(yōu)先級，或者其它的預先確定的策略。當有比正在運行的進程優(yōu)先級更高的進程就緒時，系統(tǒng)可強行剝奪正在運行進程的CPU，提供給具有更高優(yōu)先級的進程使用。1.1.3 最高響應比優(yōu)先調(diào)度 最高響應比優(yōu)先法是對FCFS和SJF方式的一種綜合平衡。HRN調(diào)度策略同時考慮每個進程的等待時間長短和估計需要執(zhí)行時間長短，從中選取出響應比最高的進程投入執(zhí)行。 其中響應比表示如下： 響應比 = 響應時間/cpu計算時間 響應時間 = 等待時間 + cpu計算時間1.2 設計語言本程序采用JAVA語言實現(xiàn)1.3 使用工具和環(huán)境編程工具為：eclispe 3.2 ， JDK 1.6.012整體功能及設計2.1 數(shù)據(jù)結構進程將被描述為一個對像，就緒隊列采用隊列來表示來表示 2.2模塊說明根據(jù)要求系統(tǒng)主要分為三大模塊：輸出結果給用戶選擇相應算法運算輸入處理模塊 2.2.1 輸入處理模塊說明 本次的進程描述信息將以xml文件的形式作為輸入，將每個進程信息封裝到一個ProcessBean中，讓后放到一個ArrayList里面，這個ArrayList就是出入處理模塊的輸出。 輸入的xml文件要符合一定的規(guī)范才可以，否則系統(tǒng)將給出相應的錯誤提示，下面做簡要說明 * xml文件放在工程目錄下的xmlInput文件夾下，文件名必須是example.xml 樣例如下： 其中對于priority，reachTime， needTime必須是正整數(shù)，每個process描述，只有Description是可選的。 可以預測該xml解析后有三個進程，分別是listenMusic，playGame和tomcatService，進程描述如各process的子節(jié)點 2.2.2 算法調(diào)度模塊說明 為了系統(tǒng)的擴展性，采用面向接口編程的模式來設計算法調(diào)度模塊。 （1） 最高響應比：算法的核心流程為：（2） 強占式高優(yōu)先級優(yōu)先 （3） 時間片輪轉 2.2.3 輸出模塊說明 根據(jù)算法調(diào)度模塊傳遞的outputList，這個是一個ArrayList，存放執(zhí)行的進程，按進程執(zhí)行的先后順序存放。遍歷該list，依次打印出進程名，根據(jù)進程信息計算得到的周轉時間和帶權周轉時間。2.3主干程序流程圖開始輸出選擇菜單用戶輸入選擇算法序號調(diào)用相關算法輸入進程調(diào)度結果結束3編程實現(xiàn)3.1系統(tǒng)工程目錄3.2 各模塊具體實現(xiàn)簡要說明（1）輸入模塊 （2）進程調(diào)度算法模塊 * 最高響應比核心算法。 * 時間片輪轉核心模塊 * 強占式高優(yōu)先級優(yōu)先（3）輸出模塊4使用說明4.1 系統(tǒng)運行界面4.2 系統(tǒng)使用詳解4.2.1 輸入文件的編寫 進程的讀入文件是在系統(tǒng)的工程目錄下的inputxml文件夾下的example.xml。使用系統(tǒng)之前，在該文件中編寫你的進程信息。 給出符合要求的案例。 其中的process可以嵌套多個，每個process代表你的一個進程。需要注意的是每個進程的子標簽name，priority，reachTime，needTime都是不可缺少的，如果缺少則該進程將被忽略，同樣，后三個標簽的值必須是正整數(shù)，否則該進程無效。4.2.2 運行系統(tǒng)的使用 輸入你想使用哪個調(diào)度算法的序號，輸入即可，記得只可輸入1，2或3，如果不是這三個，系統(tǒng)將會檢查出不合法，要求你重新輸入。例如，輸入3，程序運行結果如下：5運行結果與運行情況5.1進程描述輸入文件example.xml如下：listenMusic213the user want to listen musicplayGame445the user open the game programcoding5310haha,the user go learningtomcatService323starting.the tomcat 5.2強占式高優(yōu)先級優(yōu)先運行結果： 5.3時間片輪轉運行結果：5.4最高響應比優(yōu)先運行結果：6自我評析和總結經(jīng)過查找資料、分析，最終成功完成了進程調(diào)度模擬系統(tǒng)的設計。通過這次課程設計，我更加熟悉了進程調(diào)度的各種算法，對操作系統(tǒng)有了更深的認識，更加是鍛煉了我對所學知識的認知應用能力。我認識到只學好課本中的理論知識是遠遠不夠的，重要的是要把所學運用到實際中去，理論和實際應用結合起來，只有這樣，才能找到自己學到的知識和具體應用起來之間的差距。在設計過程中，我也遇到了一些困難，如搶占算法中進程優(yōu)先數(shù)實現(xiàn)，后來經(jīng)過查閱資料都解決了。這次課程設計使我收獲很多，鍛煉和提高了我的動手能力，在今后的學習中，我要更加重視實驗與應用環(huán)節(jié)，培養(yǎng)提高自己的實際應用能力。認為自己做的比較出色的地方就是給出了算法接口，通過面向接口編程，使得系統(tǒng)比較容易擴展，另外一點就是通過解析xml來讀取進程消息，方便用戶輸入。避免了用戶通過命令行讀取的麻煩，xml格式容易讓人理解。缺點是界面方面不是很友好，沒有實現(xiàn)圖形界面化。還有就是對解析xml文檔顯得比較復雜，尤其是判斷進程信息的有效性時顯得很繁瑣。對Dom的了解有待進一步加強。7附錄系統(tǒng)主調(diào)用程序：package whut.zhongyao.os.main;import java.io.IOException;import java.util.ArrayList;import java.util.List;import whut.zhongyao.os.ParseInput;import whut.zhongyao.os.ProcessBean;import whut.zhongyao.os.algorithm.ChargeProcessAlgorithm;import whut.zhongyao.os.algorithm.HighResponseRation;import whut.zhongyao.os.algorithm.PowerHighPriority;import whut.zhongyao.os.algorithm.RoundRobin;public class Main public static void main(String args) List inputList = null/* new ReadSource().parseXML() */;ParseInput pi = new ParseInput();inputList = pi.parseXML();if (inputList = null) System.out.println(進程隊列為空.);System.exit(0);ChargeProcessAlgorithm cpa = null;char chose = 0;try System.out.println(*);System.out.println(* 請選擇你要運行的算法的序號*);System.out.println(* 1， 強占式高優(yōu)先級優(yōu)先 *);System.out.println(* 2， 時間片輪轉 *);System.out.println(* 3， 最高響應比優(yōu)先 *);System.out.println(*);boolean flag = false;while (!flag) chose = (char) System.in.read();if (chose = 1) cpa = new PowerHighPriority(inputList);flag = true; else if (chose = 2) cpa = new RoundRobin(inputList);flag = true; else if (chose = 3) cpa = new HighResponseRation(inputList);flag = true; else System.out.println(輸入有效選擇字符：1，2 或 3); catch (IOException e) System.out.println(系統(tǒng)IO發(fā)生錯誤);ArrayList out = (ArrayList) cpa.chargeProcess();System.out.println(*進程調(diào)度順序*);for (ProcessBean pb : out) System.out.println(進程名: + pb.getProcessName()+ ,