精品資料（2021-2022年收藏）課程設(shè)計(jì)的目的和意義

1、一 課程設(shè)計(jì)的目的和意義目的：1. 根據(jù)課堂講授內(nèi)容，學(xué)生做相應(yīng)的自主練習(xí)，消化課堂所講解的內(nèi)容。2. 通過調(diào)試典型例題或習(xí)題積累調(diào)試程序的經(jīng)驗(yàn)。3. 通過完成輔導(dǎo)教材中的編程題，逐漸培養(yǎng)學(xué)生的編程能力，用計(jì)算機(jī)解決實(shí)際問題的能力。意義：1. 有助于加深我們對(duì)操作系統(tǒng)這門課程的理解，我們?cè)谡n堂上學(xué)的都是基礎(chǔ)理論知識(shí)，對(duì)于如何用程序語言來描述所學(xué)知識(shí)還是有一定難度。通過課程設(shè)計(jì)，我們可以真正理解其內(nèi)涵。2. 有利于我們邏輯思維的鍛煉，程序設(shè)計(jì)能直接有效地訓(xùn)練學(xué)生的創(chuàng)新思維、培養(yǎng)分析問題、解決問題能力。即使是一個(gè)簡單的程序，依然需要學(xué)生有條不理的構(gòu)思。3. 有利于培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真的學(xué)習(xí)態(tài)度，在程序設(shè)計(jì)

2、過程里，當(dāng)我們輸入程序代碼的時(shí)候，如果不夠認(rèn)真或細(xì)心，那么可能就導(dǎo)致語法錯(cuò)誤，從而無法得出運(yùn)行結(jié)果。那么，這個(gè)我們反復(fù)調(diào)試，反復(fù)修改的過程，其實(shí)也是對(duì)我們認(rèn)真嚴(yán)謹(jǐn)治學(xué)的一個(gè)鍛煉。二 進(jìn)程調(diào)度算法模擬1 . 設(shè)計(jì)目的通過動(dòng)態(tài)優(yōu)先權(quán)算法的模擬加深進(jìn)程概念和進(jìn)程調(diào)度過程的理解。 2 . 設(shè)計(jì)要求寫出帶有完整標(biāo)注的程序代碼（可以用Java或C/C+實(shí)現(xiàn)，要求每個(gè)語句都要有標(biāo)注）。3 . 使用動(dòng)態(tài)優(yōu)先權(quán)的進(jìn)程調(diào)度算法的模擬3.1算法思路分析動(dòng)態(tài)優(yōu)先權(quán)是指在創(chuàng)建進(jìn)程時(shí)所賦予的優(yōu)先權(quán),可以隨進(jìn)程的推進(jìn)或隨其等待時(shí)間的增加而改變的,以便獲得更好的調(diào)度性能.若所有的進(jìn)程都具有相同的優(yōu)先權(quán)初值,則顯然是最先進(jìn)入就

3、緒隊(duì)列的進(jìn)程,將因其動(dòng)態(tài)優(yōu)先權(quán)變得最高而優(yōu)先獲得處理機(jī),此即FCFS算法.因此，通過c程序模擬動(dòng)態(tài)優(yōu)先權(quán)程序調(diào)度算法，主要思路和方法就是，通過結(jié)構(gòu)體模擬計(jì)算機(jī)的控制模塊，構(gòu)造一個(gè)PCB結(jié)構(gòu)體即進(jìn)程控制塊結(jié)構(gòu)體，用來記錄當(dāng)前進(jìn)程的的相關(guān)狀態(tài)信息，包括進(jìn)程標(biāo)識(shí)符、處理機(jī)狀態(tài)、進(jìn)程調(diào)度信息、進(jìn)程控制信息。并通過C語言模擬計(jì)算機(jī)的動(dòng)態(tài)優(yōu)先調(diào)度算法，對(duì)構(gòu)建的PCB進(jìn)程進(jìn)行模擬調(diào)度和運(yùn)行，從而實(shí)現(xiàn)用計(jì)算機(jī)對(duì)進(jìn)程的調(diào)度過程進(jìn)行過程模擬。主要要構(gòu)建的函數(shù)有：進(jìn)程控制塊函數(shù)input：輸入各進(jìn)程的基本信息進(jìn)程優(yōu)先級(jí)排列函數(shù)sort：用于對(duì)進(jìn)程的優(yōu)先級(jí)進(jìn)行排列當(dāng)前進(jìn)程顯示函數(shù)disp：用于顯示當(dāng)前進(jìn)程進(jìn)程查看函數(shù)

4、check：檢查等待隊(duì)列的進(jìn)程是否進(jìn)入就緒隊(duì)列進(jìn)程就緒函數(shù)running：進(jìn)程運(yùn)行時(shí)間到，置就緒狀態(tài)系統(tǒng)將所有就緒隊(duì)列按優(yōu)先級(jí)高低排成一個(gè)隊(duì)列，每次調(diào)度時(shí)，將CPU分配給優(yōu)先級(jí)最高的進(jìn)程，并令其執(zhí)行一個(gè)時(shí)間片，而后中斷，尋找并運(yùn)行下一個(gè)優(yōu)先級(jí)最高的進(jìn)程。而所有進(jìn)程的優(yōu)先權(quán)在隨進(jìn)程的推進(jìn)或隨其等待時(shí)間的增加而增加，而被調(diào)度之后的程序則降低一定的優(yōu)先級(jí)，從而使所有進(jìn)程都有運(yùn)行的機(jī)會(huì)，從而保證系統(tǒng)能在給定的時(shí)間內(nèi)響應(yīng)所有用戶的請(qǐng)求。優(yōu)先權(quán)的變化規(guī)律可描述為:由于等待時(shí)間與服務(wù)時(shí)間之和,就是系統(tǒng)對(duì)該作業(yè)的響應(yīng)時(shí)間,故該優(yōu)先權(quán)又相當(dāng)于響應(yīng)比RP，即優(yōu)先權(quán)=等待時(shí)間+要求服務(wù)時(shí)間要求服務(wù)時(shí)間。被運(yùn)行過的進(jìn)

5、程優(yōu)先權(quán)減一。3.2算法流程圖主流程圖3.3主要數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1. 包含PCB信息的結(jié)構(gòu)體（1） 進(jìn)程標(biāo)識(shí)數(shù)ID。（2） 進(jìn)程優(yōu)先級(jí)PRIORITY，并規(guī)定優(yōu)先級(jí)越大的進(jìn)程，其優(yōu)先權(quán)越高。（3） 進(jìn)程已占用的CPU時(shí)間CPUTIME。（4） 進(jìn)程還需占用的CPU時(shí)間ALLTIME。當(dāng)進(jìn)程運(yùn)行完畢時(shí)，ALLTIME變?yōu)?（5） 進(jìn)程的阻塞時(shí)間STARTBLOCK，表示當(dāng)進(jìn)程再運(yùn)行STARTBLOCK個(gè)時(shí)間片后，進(jìn)程將進(jìn)入阻塞狀態(tài)。（6） 進(jìn)程被阻塞的時(shí)間BLOCKTIME，表示已阻塞的進(jìn)程再等待BLOCKTIME個(gè)時(shí)間片后，將轉(zhuǎn)換成就緒狀態(tài)。（7） 進(jìn)程狀態(tài)STATE。（8） 隊(duì)列指針NEXT，用

6、來將PCB排成隊(duì)列。用算法描述為struct pcb / 定義進(jìn)程控制塊PCB char name10; /定義進(jìn)程名稱 char state; /進(jìn)程狀態(tài)int super; /優(yōu)先數(shù) int ntime; /需要運(yùn)行的時(shí)間int rtime; /已占用的CPU時(shí)間 struct pcb* link; /指向進(jìn)程的下一個(gè)進(jìn)程的指針 *ready=NULL,*p;2. 用隊(duì)列結(jié)構(gòu)存儲(chǔ)進(jìn)程序列3.4算法代碼實(shí)現(xiàn)1.建立對(duì)進(jìn)程進(jìn)行優(yōu)先級(jí)排列函數(shù)void sort() / 建立對(duì)進(jìn)程進(jìn)行優(yōu)先級(jí)排列函數(shù) PCB *first, *second; /定義指向當(dāng)前進(jìn)程和插入進(jìn)程的指針 int insert

7、=0;/各進(jìn)程按優(yōu)先數(shù)大小從大到小排列 if(ready=NULL)|(p-super)(ready-super) /優(yōu)先級(jí)最大者,插入隊(duì)首 p-link=ready; /p進(jìn)程的下一個(gè)進(jìn)程為原隊(duì)首進(jìn)程 ready=p; /隊(duì)首進(jìn)程為優(yōu)先級(jí)最大者 else /進(jìn)程比較優(yōu)先級(jí),插入適當(dāng)?shù)奈恢弥?first=ready;/隊(duì)首進(jìn)程不變 second=first-link; /第二個(gè)進(jìn)程則在當(dāng)前進(jìn)程后面 while(second!=NULL)/while循環(huán)，各進(jìn)程比較優(yōu)先級(jí) if(p-super)(second-super) /若插入進(jìn)程比當(dāng)前進(jìn)程優(yōu)先數(shù)大 /插入到當(dāng)前進(jìn)程前面 p-link=se

8、cond; /當(dāng)前進(jìn)程賦給插入進(jìn)程的后面那個(gè)進(jìn)程 first-link=p;/插入進(jìn)程在放在當(dāng)前進(jìn)程所在位置 second=NULL;/當(dāng)前進(jìn)程為空 insert=1; /進(jìn)程的排列與各優(yōu)先數(shù)不對(duì)應(yīng) else /插入進(jìn)程優(yōu)先數(shù)最低,則插入到隊(duì)尾 first=first-link; /將第一個(gè)進(jìn)程的下一進(jìn)程賦給first second=second-link;/將第二個(gè)進(jìn)程的下一進(jìn)程賦給second if(insert=0) first-link=p; /若插入進(jìn)程比當(dāng)前進(jìn)程優(yōu)先數(shù)小，則插入到當(dāng)前進(jìn)程后面 2.建立進(jìn)程控制塊函數(shù)void input() /建立進(jìn)程控制塊函數(shù) int i,num;

9、 /定義進(jìn)程號(hào)以及進(jìn)程個(gè)數(shù) system(cls); /清屏 printf(n 請(qǐng)輸入進(jìn)程號(hào):); /輸出輸入提示 scanf(%d,&num); /輸入進(jìn)程號(hào) for(i=0;iname); /輸入進(jìn)程名 printf(n 輸入進(jìn)程優(yōu)先數(shù):);/輸出輸入進(jìn)程優(yōu)先數(shù)提示 scanf(%d,&p-super); /輸入進(jìn)程優(yōu)先數(shù) printf(n 輸入進(jìn)程運(yùn)行時(shí)間:);/ 輸出輸入進(jìn)程運(yùn)行時(shí)間提示 scanf(%d,&p-ntime);/輸入進(jìn)程運(yùn)行時(shí)間 printf(n);/換行 p-rtime=0;/已占用cpu時(shí)間為0 p-state=w;/進(jìn)程狀態(tài)為就緒 p-link=NULL;/當(dāng)前進(jìn)

10、程的下一個(gè)進(jìn)程為 sort(); / 調(diào)用sort函數(shù) 建立進(jìn)程顯示函數(shù),用于顯示當(dāng)前進(jìn)程void disp(PCB * pr) /建立進(jìn)程顯示函數(shù),用于顯示當(dāng)前進(jìn)程 printf(n qname t state t super t ntime t rtime n); printf(%st,pr-name);/顯示進(jìn)程名 printf(%ct,pr-state); /顯示進(jìn)程狀態(tài) printf(%dt,pr-super);/顯示進(jìn)程優(yōu)先級(jí) printf(%dt,pr-ntime); /顯示進(jìn)程需要運(yùn)行的時(shí)間 printf(%dt,pr-rtime);/顯示進(jìn)程占用CPU時(shí)間 printf(n); /換行 進(jìn)程查看函數(shù)，檢查等待隊(duì)列的進(jìn)程是否進(jìn)入就緒隊(duì)列 void check() / 建立進(jìn)程查看函數(shù)，檢查等待隊(duì)列的進(jìn)程是否進(jìn)入就緒隊(duì)列 PCB* pr; printf(n * 當(dāng)前正在運(yùn)行的進(jìn)程是:%s,p-name); / 輸出當(dāng)前正在運(yùn)行的進(jìn)程 提示 disp(p);/顯示當(dāng)前 運(yùn)行進(jìn)程 pr=ready; printf(n *當(dāng)前就緒隊(duì)列為:n); /顯示就緒隊(duì)列狀態(tài) while(