2015廣工操作系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)報(bào)告

1、操作系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)學(xué)生學(xué)院 計(jì)算機(jī)學(xué)院專業(yè)班級(jí) 13級(jí)計(jì)科9學(xué) 號(hào)學(xué)生姓名指導(dǎo)教師2015年 12 月 29 日一、課程設(shè)計(jì)介紹設(shè)計(jì)模擬一個(gè)實(shí)現(xiàn)多道批處理系統(tǒng)的兩級(jí)調(diào)度。通過(guò)具體的作業(yè)調(diào)度、進(jìn)程調(diào)度、內(nèi)存 分配等功能的實(shí)現(xiàn)，加深對(duì)多道批處理系統(tǒng)的兩級(jí)調(diào)度模型和實(shí)現(xiàn)過(guò)程的理解。作業(yè)從進(jìn)入系統(tǒng)到最后完成，要經(jīng)歷兩級(jí)調(diào)度：作業(yè)調(diào)度和進(jìn)程調(diào)度。作業(yè)調(diào)度是高級(jí) 調(diào)度，它的主要功能是根據(jù)一定的算法，從輸入井中選中若干個(gè)作業(yè)，分配必要的資源，如 主存、外設(shè)等，為它們建立初始狀態(tài)為就緒的作業(yè)進(jìn)程。進(jìn)程調(diào)度是低級(jí)調(diào)度，它的主要功 能是根據(jù)一定的算法將CPU分派給就緒隊(duì)列中的一個(gè)進(jìn)程。在本次課程設(shè)計(jì)中假定系統(tǒng)可供用

2、戶使用的主存空間共100KB，并有4臺(tái)磁帶機(jī)。主 存分配采用可變分區(qū)分配方式且主存中信息不允許移動(dòng)，對(duì)磁帶機(jī)采用靜態(tài)分配策略，作業(yè) 調(diào)度分別采用先來(lái)先服務(wù)算法和最小作業(yè)優(yōu)先算法，進(jìn)程調(diào)度則采用先來(lái)先服務(wù)和最短進(jìn)程 優(yōu)先算法。二、課程設(shè)計(jì)環(huán)境計(jì)算機(jī)及操作系統(tǒng)：PC機(jī)，WindowsXP系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)使用工具：Microsoft VisualC+ 6.0程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言：C語(yǔ)言三、課程設(shè)計(jì)思想假定“預(yù)輸入”程序已經(jīng)把一批作業(yè)的信息存放在輸入井了，并為它們建立了相應(yīng)作業(yè)表。測(cè)試數(shù)據(jù)如下：作業(yè)到達(dá)時(shí)間估計(jì)運(yùn)行時(shí)間內(nèi)存需要磁帶機(jī)需要JOB110：0025分鐘15K2臺(tái)JOB210：2030分鐘60K1臺(tái)JOB

3、310： 3010分鐘50K3臺(tái)JOB410： 3520分鐘10K2臺(tái)JOB510：4015分鐘30K2臺(tái)本次課程設(shè)計(jì)采用的是兩個(gè)作業(yè)調(diào)度算法：先來(lái)先服務(wù)算法和短作業(yè)優(yōu)先算法，兩個(gè)進(jìn) 程調(diào)度算法：先來(lái)先服務(wù)算法，短進(jìn)程優(yōu)先算法。系統(tǒng)根據(jù)所選算法組合對(duì)輸入系統(tǒng)的作業(yè) 進(jìn)行兩級(jí)調(diào)度（作業(yè)調(diào)度，進(jìn)程調(diào)度）。分別在不同算法控制下運(yùn)行設(shè)計(jì)的程序，依次顯示被 選中作業(yè)、內(nèi)存空閑區(qū)和磁帶機(jī)的情況，輸出不同算法作業(yè)的選中次序及作業(yè)平均周轉(zhuǎn)時(shí)間。 作業(yè)的數(shù)據(jù)初始化輸入通過(guò)讀取文件這種方式進(jìn)行導(dǎo)入。系統(tǒng)運(yùn)行是通過(guò)設(shè)置指針來(lái)循環(huán)運(yùn) 作。四、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)說(shuō)明系統(tǒng)的各個(gè)模塊之間的關(guān)系如下:五、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)說(shuō)明定義一個(gè)顯示時(shí)間的

4、結(jié)構(gòu)體，成員包括時(shí)、分 struct timeint hour; 時(shí)int min; /分；建立作業(yè)控制塊，具體成員如下所示：struct jcbchar name10;進(jìn)程名struct time arr_time;到達(dá)時(shí)間struct time ent_time;進(jìn)入內(nèi)存時(shí)間struct time sta_time;開(kāi)始時(shí)間struct time fin_time;結(jié)束時(shí)間int run_time;/估計(jì)運(yùn)行時(shí)間int tr_time;/周轉(zhuǎn)時(shí)間int men;主存需要int mac;磁帶機(jī)int sta;狀態(tài)位struct jcb* next;typedef struct jcb JCB

5、;3.進(jìn)程的鏈接結(jié)構(gòu)體，成員如下所示:struct linkchar name10;進(jìn)程名struct time arr_time; 到達(dá)時(shí)間 struct time ent_time; / 進(jìn)入內(nèi)存時(shí)間struct time sta_time; 開(kāi)始時(shí)間 struct time fin_time; 結(jié)束時(shí)間int run_time;int tr_time;int addr;int len;int mac;int state;struct link *f;struct link *b;/估計(jì)運(yùn)行時(shí)間/周轉(zhuǎn)時(shí)間起始地址分區(qū)大小/磁帶機(jī)狀態(tài)位,0為空閑,1為被使用前指針六、主要調(diào)度算法思想流程圖1

6、 .整體算法流程圖后指針實(shí)現(xiàn)代碼詳見(jiàn) CourseDesign.cpp七、運(yùn)行測(cè)試1.測(cè)試數(shù)據(jù)(test.txt)：進(jìn)程名到達(dá)運(yùn)行主存JOB110:0025 152JOB210:2030 601JOB310:3010 503磁帶機(jī)JOB4 10:3520 10 2JOB5 10:4015 30 2程序界面學(xué)院:計(jì)尊嘰學(xué)阮 班級(jí)班3113006172姓名:李建昌多道批處理系統(tǒng)的兩級(jí)調(diào)度模擬程序設(shè)初始系統(tǒng)時(shí)間為麗 請(qǐng)輸入文件名:1)算法組合：JFCFS&PFCFS根據(jù)先來(lái)先服務(wù)，第一個(gè)進(jìn)行調(diào)度的是JOB1,到達(dá)時(shí)間為10： 00,運(yùn)行時(shí)間為25分 鐘，周轉(zhuǎn)時(shí)間為25分鐘。為該作業(yè)分配內(nèi)存和磁帶機(jī)，

7、磁帶機(jī)由4-2,運(yùn)行后得到如下圖:作業(yè)情況:進(jìn)程名到達(dá)運(yùn)行主存磁帶機(jī)進(jìn)入開(kāi)始完成周轉(zhuǎn)J0B11Q：Q251521Q：Q1Q：Q10:2525J0B210:20306010:00:00:00J0B310:30105030:00:00：00J0B410:35201020:00:00：00JOBS10:40153020：00：00實(shí)際程序運(yùn)行所得并不止以上數(shù)據(jù)，除此以外還有顯示內(nèi)存情況的圖表，這里只是為了 分析清楚而把主要數(shù)據(jù)給出，具體數(shù)據(jù)可運(yùn)行程序所得，下面分析和以上一樣都做了簡(jiǎn)化。第二個(gè)進(jìn)行調(diào)度的是JOB2，到達(dá)時(shí)間為10： 20，完成時(shí)間為10： 55，周轉(zhuǎn)時(shí)間為35 分鐘，分配內(nèi)存和磁帶機(jī)，

8、如下圖所示：作業(yè)情況；進(jìn)程名到達(dá)運(yùn)行主存磁帶機(jī)進(jìn)入開(kāi)始完成周轉(zhuǎn)JOB110：02515210：010：010:2525JOB210:203060110:2010:2510:5535JOB310:30105030：00:00:00J0B410:35201020JOB510:40153020：00：00:00如此類推，最后得出所有作業(yè)的運(yùn)行情況:作業(yè)運(yùn)行結(jié)果情況:進(jìn)程名到達(dá)運(yùn)行主存磁帶機(jī)進(jìn)入開(kāi)始完成周轉(zhuǎn)JOB110：02515210：010：010:2525JOB210:203060110:2010:2510:5535JOB310:301050311:3011:3011:4070J0B410:35

9、2010210:3510:5511:1540JOB510:401530210:5511:1511:3050此時(shí)按回車鍵返回，重新選擇新的算法組合，得到各算法組合的所有作業(yè)運(yùn)行情況2）算法組合：JFCFS&PSPF：作業(yè)運(yùn)行結(jié)果情況:進(jìn)程名到這運(yùn)行主存磁帶機(jī)進(jìn)入開(kāi)始完成周轉(zhuǎn)JOB110：02515210：010：010:2525JOB210:203060110:2010:2510:5535JOB310:301050311:3011:3011:40?0J0B410:352010210:3511:1011:3055JOB510:401530210:5510:5511:10303）算法組合：JSJF&

10、PFCFS：作業(yè)運(yùn)行結(jié)果情況:進(jìn)程名到這運(yùn)行主存磁帶機(jī)進(jìn)入開(kāi)始完成周轉(zhuǎn)J0B110：02515210：010：010:2525J0B210:203060110:2010:2510:5535J0B310:301050311:3011:3011:4070J0B410:352010210:3510:5511:1540J0B510:401530210:5511:1511:30504）算法組合：JSJF&PSPF：作業(yè)運(yùn)行結(jié)果情況:進(jìn)程名到達(dá)運(yùn)行主存磁帶機(jī)進(jìn)入開(kāi)始完成周轉(zhuǎn)J0B110：02515210：010：010:2525J0B210:203060110:2010:2510:5535J0B310:3

11、01050311:3011:3011:4070J0B410:352010210:3511:1011:3055J0B510:401530210:5510:5511:1030得到四種組合的結(jié)果后，我們就可以來(lái)比較一下四種方式下得到的平均周轉(zhuǎn)時(shí)間，在選 擇調(diào)度方式時(shí)輸入5,程序會(huì)運(yùn)行得到四種方式下的作業(yè)運(yùn)行情況和各自的平均周轉(zhuǎn)時(shí)間。退出系統(tǒng)回車，輸入0結(jié)束程序。八、使用說(shuō)明書1.運(yùn)行程序，會(huì)顯示用戶界面，程序左下角會(huì)提示用戶輸入要進(jìn)行模擬的文件名。若 輸入錯(cuò)誤，程序會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)誤提示，然后重新輸入正確的文件名。2 .輸入文件名后，程序會(huì)顯示文件內(nèi)容并提示點(diǎn)擊任意鍵繼續(xù)運(yùn)行。選擇進(jìn)行調(diào)度的方式，分別對(duì)應(yīng)1

12、、2、3、4選項(xiàng)，5選項(xiàng)用來(lái)比較四種調(diào)度方式的 平均周轉(zhuǎn)時(shí)間。0是結(jié)束并退出程序。選擇要進(jìn)行的調(diào)度方式后，程序自動(dòng)模擬兩級(jí)調(diào)度情況，顯示當(dāng)前系統(tǒng)時(shí)間、內(nèi)存 分配、磁帶機(jī)分配以及作業(yè)調(diào)度的情況。點(diǎn)擊任意鍵，返回步驟3選擇調(diào)度方式，如此類推。注：在顯示內(nèi)存分配情況的圖表中，#代表此時(shí)并無(wú)作業(yè)調(diào)進(jìn)內(nèi)存，除了起始地址、 狀態(tài)、大小有數(shù)據(jù)之外，其余用0表示其他項(xiàng)并沒(méi)有數(shù)據(jù)。九、課程設(shè)計(jì)總結(jié)這次的課程設(shè)計(jì)內(nèi)容就是實(shí)驗(yàn)的前三個(gè)內(nèi)容的組合：進(jìn)程調(diào)度，作業(yè)調(diào)度，內(nèi)存分配與 回收。這三個(gè)內(nèi)容都充分地體現(xiàn)了計(jì)算機(jī)運(yùn)行作業(yè)和程序的各個(gè)方面，從而體現(xiàn)了計(jì)算機(jī)的 底層是如何實(shí)現(xiàn)進(jìn)程和作業(yè)的分配和使用。其次，我覺(jué)得編程設(shè)計(jì)是學(xué)習(xí)軟件工程必不可少 的也是最重要的一個(gè)過(guò)程。通過(guò)對(duì)課程設(shè)計(jì)的實(shí)現(xiàn)，我學(xué)到了很多知識(shí)。原來(lái)，學(xué)語(yǔ)言是要 打牢基礎(chǔ)