實驗二-進(jìn)程調(diào)度的設(shè)計與實現(xiàn)(共14頁)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上院 系：計 算 機(jī) 學(xué) 院實驗課程： 操作系統(tǒng)實驗項目：進(jìn)程調(diào)度的設(shè)計與實現(xiàn)指導(dǎo)老師： 陳紅英老師 開課時間：2011 2012年度第 2學(xué)期專 業(yè)：網(wǎng)絡(luò)工程班 級：10級學(xué) 生：yuth學(xué) 號：*一、實驗項目名稱 進(jìn)程調(diào)度的設(shè)計與實現(xiàn)二、實驗?zāi)康募耙?、 綜合應(yīng)用下列知識點設(shè)計并實現(xiàn)操作系統(tǒng)的進(jìn)程調(diào)度：鄰接表，布爾數(shù) 組，非阻塞輸入，圖形用戶界面 GUI，進(jìn)程控制塊，進(jìn)程狀態(tài)轉(zhuǎn)換，多級反饋隊列進(jìn)程調(diào)度算法。 2、 加深理解操作系統(tǒng)進(jìn)程調(diào)度的過程。 3、 加深理解多級反饋隊列進(jìn)程調(diào)度算法。三、實驗主要硬件軟件環(huán)境 32位PC機(jī)，VC+6四、實驗內(nèi)容及步驟 1、采用一

2、種熟悉的語言，如 C、PASCAL 或 C+等，編制程序，最好關(guān)鍵代碼采用 C/C+，界面設(shè)計可采用其它自己喜歡的語言。 2、采用多級反饋隊列調(diào)度算法進(jìn)行進(jìn)程調(diào)度。 3、每個進(jìn)程對應(yīng)一個 PCB 。在PCB 中包括進(jìn)程標(biāo)識符pid、進(jìn)程的狀態(tài)標(biāo)識 status、進(jìn)程優(yōu)先級 priority、進(jìn)程的隊列指針 next 和表示進(jìn)程生命周 期的數(shù)據(jù)life（在實際系統(tǒng)中不包括該項）。 4、創(chuàng)建進(jìn)程時即創(chuàng)建一個 PCB，各個進(jìn)程的 pid 都是唯一的，pid 是在 1 到 100 范圍內(nèi)的一個整數(shù)。可以創(chuàng)建一個下標(biāo)為 1 到 100 的布爾數(shù)組， “真”表示下標(biāo)對應(yīng)的進(jìn)程標(biāo)識號是空閑的，“假”表示下標(biāo)

3、對應(yīng)的進(jìn)程標(biāo)識號已分配給某個進(jìn)程。 5、進(jìn)程狀態(tài) status 的取值為“就緒 ready ”或“運行 run ”，剛創(chuàng)建時，狀態(tài)為“ready ”。被進(jìn)程調(diào)度程序選中后變?yōu)椤皉un ”。 6、進(jìn)程優(yōu)先級 priority 是 0 到 49 范圍內(nèi)的一個隨機(jī)整數(shù)。 7、進(jìn)程生命周期 life 是 1 到 5 范圍內(nèi)的一個隨機(jī)整數(shù)。 8、初始化時，創(chuàng)建一個鄰接表，包含 50 個就緒隊列，各就緒隊列的進(jìn)程優(yōu)先級 priority 分別是 0 到 49 。 9、為了模擬用戶動態(tài)提交任務(wù)的過程，要求動態(tài)創(chuàng)建進(jìn)程。進(jìn)入進(jìn)程調(diào)度 循環(huán)后，每次按 ctrl+f 即動態(tài)創(chuàng)建一個進(jìn)程，然后將該 PCB 插入就緒

4、隊列中。按 ctrl+q 退出進(jìn)程調(diào)度循環(huán)。 10、在進(jìn)程調(diào)度循環(huán)中，每次選擇優(yōu)先級最大的就緒進(jìn)程來執(zhí)行。將其狀態(tài)從就緒變?yōu)檫\行，通過延時一段時間來模擬該進(jìn)程執(zhí)行一個時間片的過程，然后優(yōu)先級減半，生命周期減一。設(shè)計圖形用戶界面 GUI，在窗口中顯示該進(jìn)程和其他所有進(jìn)程的 PCB 內(nèi)容。如果將該運行進(jìn)程的生命周期不為 0，則重新把它變?yōu)榫途w狀態(tài)，插入就緒隊列中；否則該進(jìn)程執(zhí)行完成，撤消其 PCB 。以上為一次進(jìn)程調(diào)度循環(huán)。五、實驗設(shè)計（一）、需求分析1、 采用一種熟悉的語言，如 C、PASCAL 或 C+等，編制程序，最好關(guān)鍵代碼采用 C/C+，界面設(shè)計可采用其它自己喜歡的語言。 2、 采用多級

5、反饋隊列調(diào)度算法進(jìn)行進(jìn)程調(diào)度。3、 要求動態(tài)創(chuàng)建進(jìn)程。進(jìn)入進(jìn)程調(diào)度 循環(huán)后，每次按 ctrl+f 即動態(tài)創(chuàng)建一個進(jìn)程，然后將該 PCB 插入就緒隊列中。按 ctrl+q 退出進(jìn)程調(diào)度循環(huán)。 （二）詳細(xì)設(shè)計1、總體設(shè)計方案流程圖2、創(chuàng)建進(jìn)程函數(shù)3、進(jìn)程調(diào)度函數(shù) 4、使用的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)（一）、進(jìn)程的PCB結(jié)構(gòu)/進(jìn)程隊列節(jié)點(由于僅僅是模擬實驗，這里無動作)struct process;/進(jìn)程控制塊PCBstruct PCBint pid; /進(jìn)程標(biāo)識符string status; /進(jìn)程的狀態(tài)標(biāo)識，取值為“就緒 ready ”或“運行 run ”int priority; /進(jìn)程優(yōu)先級,0 到 49

6、范圍內(nèi)的一個隨機(jī)整數(shù)。process *next; /進(jìn)程的隊列指針int life; /進(jìn)程生命周期,1 到 5 范圍內(nèi)的一個隨機(jī)整數(shù)。void operator = (PCB p)/運算符=重載pid=p.pid;status=p.status;priority=p.priority;next=p.next;life=p.life;/就緒隊列節(jié)點struct readyquePCB pc;struct readyque *next;void operator = (readyque r) /運算符=重載pc=r.pc;next=r.next;（二）、進(jìn)程調(diào)度類threadmanager成員

7、：class threadmanagerprivate:bool pidarray101 ; /“真”表示下標(biāo)對應(yīng)的進(jìn)程標(biāo)識號是空閑的，“假”表示下標(biāo)對應(yīng)的進(jìn)程標(biāo)識號已分配給某個進(jìn)程。 struct readyque adj50; /鄰接表public:threadmanager(); /構(gòu)造函數(shù)void run(); /運行進(jìn)程調(diào)度程序（對外的接口）bool newpro(); /新建一個進(jìn)程的函數(shù)void Manage_Draw(); /進(jìn)程調(diào)度并將進(jìn)程調(diào)度的情況顯示在屏幕上void Drawpro(int priority); /畫出優(yōu)先級比正在運行進(jìn)程優(yōu)先級低的其他進(jìn)程;六、主要功能模

8、塊 （一）、構(gòu)造函數(shù)threadmanager:threadmanager() int i;/初始化鄰接表for(i=0;i<50;i+)adji.next=NULL;/“真”表示下標(biāo)對應(yīng)的進(jìn)程標(biāo)識號(1100)是空閑的，“假”表示下標(biāo)對應(yīng)的進(jìn)程標(biāo)識號已分配給某個進(jìn)程。 for(i=0;i<101;i+)pidarrayi=true; /剛開始每個進(jìn)程標(biāo)識號都是空閑的。（二）、運行進(jìn)程調(diào)度程序。功能：監(jiān)聽各個按鍵并作出相應(yīng)動作void threadmanager:run()int c;srand( (unsigned)time( NULL ) );/srand()函數(shù)產(chǎn)生一個以當(dāng)前

9、時間開始的隨機(jī)種子 while(1) /cout<<"請輸入要進(jìn)行的操作：Ctrl+f(新建進(jìn)程) Ctrl+r(開始調(diào)度) Ctrl+q(停止調(diào)度)"<<endl;cout<<"Please input the key you want to do"<<endl;cout<<" Ctrl+f(new thread), Ctrl+r(start manager) Ctrl+q(stop manager)"<<endl;/檢查當(dāng)前是否鍵盤輸入，若有則返回一個非0值，

10、否則返回0 if(!_kbhit() c=_getch(); /_getch返回的是鍵的ascii switch(c)case 0x6: /Ctrl+f(新建進(jìn)程)srand( (unsigned)time( NULL ) );/srand()函數(shù)產(chǎn)生一個以當(dāng)前時間開始的隨機(jī)種子 newpro();break; case 0x12: /Ctrl+r(開始調(diào)度)Manage_Draw();break; case 0x11: /Ctrl+q(停止調(diào)度) ; /進(jìn)程調(diào)度并將進(jìn)程調(diào)度的情況顯示在屏幕上void threadmanager:Manage_Draw()readyque *rq=NULL,*

11、tmpr=NULL;int i,j=0;/cout<<" 優(yōu)先級 標(biāo)識符 狀態(tài)標(biāo)識 生命周期"<<endl;cout<<" priority pid status life"<<endl;j=1;for(i=49;i>=0;i-) /找優(yōu)先級最大的進(jìn)程來執(zhí)行if(adji.next!=NULL) /當(dāng)對應(yīng)的就緒隊列不為空時rq=adji.next; /從就緒隊列取出一個進(jìn)程執(zhí)行。adji.next=rq->next;rq->pc.status="run" Sleep(1

12、500); /通過延時一段時間來模擬該進(jìn)程執(zhí)行一個時間片的過程./畫優(yōu)先級cout<<" *"<<rq->pc.priority<<"*"/畫一次進(jìn)程的調(diào)度情況/1、畫正在運行進(jìn)程的PCB/設(shè)置下一個輸出文本的字體顏色：綠色SetConsoleTextAttribute(GetStdHandle(STD_OUTPUT_HANDLE),FOREGROUND_INTENSITY | FOREGROUND_GREEN); cout<<"->*"<<rq->pc.p

13、id<<"*"<<rq->pc.status<<"*"<<rq->pc.life<<"*"/2、畫優(yōu)先級與正在運行進(jìn)程相同的其他進(jìn)程的PCB(如果有的話)/設(shè)置下面輸出文本的字體顏色：白色SetConsoleTextAttribute(GetStdHandle(STD_OUTPUT_HANDLE),FOREGROUND_INTENSITY | FOREGROUND_RED | FOREGROUND_GREEN | FOREGROUND_BLUE);tmpr=adj

14、i.next;while(tmpr!=NULL) /當(dāng)對應(yīng)的就緒隊列不為空時cout<<"->*"<<tmpr->pc.pid<<"*"<<tmpr->pc.status<<"*"<<tmpr->pc.life<<"*"tmpr=tmpr->next; j+;if( j%3 =0)cout<<endl<<" "cout<<endl;/3、畫出優(yōu)先級

15、比正在運行進(jìn)程優(yōu)先級低的其他進(jìn)程Drawpro(i);(rq->pc.priority) /= 2; /優(yōu)先級減半(rq->pc.life) -= 1; /生命周期減一/如果該運行進(jìn)程的生命周期不為0，則重新把它變?yōu)榫途w狀態(tài)，插入就緒隊列中if(rq->pc.life > 0)rq->pc.status="ready"rq->next = adjrq->pc.priority.next;adjrq->pc.priority.next=rq;else /否則將其進(jìn)程號歸還。pidarrayi=true; break; /一次進(jìn)程

16、調(diào)度循環(huán)結(jié)束。/end of if /end of forcout<<"one time manager have finish!"<<endl<<endl;/畫出優(yōu)先級比正在運行進(jìn)程優(yōu)先級低的其他進(jìn)程void threadmanager:Drawpro(int priority) /priority記錄正在運行進(jìn)程的優(yōu)先級 readyque *rq=NULL; int j;for(int i=priority-1;i>=0;i-)rq=adji.next;if(rq!=NULL)/畫優(yōu)先級cout<<" *&

17、quot;<<i<<"*"j=0;while(rq!=NULL) /當(dāng)對應(yīng)的就緒隊列不為空時cout<<"->*"<<rq->pc.pid<<"*"<<rq->pc.status<<"*"<<rq->pc.life<<"*"rq=rq->next;j+;if( j%3 =0)cout<<endl<<" "cout&l

18、t;<endl;/新建一個進(jìn)程的函數(shù)bool threadmanager:newpro()struct readyque *t = NULL;/srand( (unsigned)time( NULL ) );/srand()函數(shù)產(chǎn)生一個以當(dāng)前時間開始的隨機(jī)種子 for(int i=1;i<101;i+)if(pidarrayi=true) /找一個空的進(jìn)程號t=new readyque; t->pc.pid=i;pidarrayi=false; /宣布該進(jìn)程號已被使用。 t->pc.status="ready"t->pc.priority = rand