編寫單通路IO系統(tǒng)中的設(shè)備分配程序?qū)嶒?yàn)報(bào)告

1、合肥學(xué)院計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)系實(shí)驗(yàn)報(bào)告2009 2010學(xué)年第1 學(xué)期課程 操作系統(tǒng)原理實(shí)驗(yàn)名稱編寫單通路i/o系統(tǒng)中的 設(shè)備分配程序?qū)W生姓名 馮阿雷 畢秋平 高健 寧陽(yáng)專業(yè)班級(jí) 07計(jì)本（1）班指導(dǎo)教師屠 菁2000 年 12 月一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖炀氄莆諉瓮穒/o系統(tǒng)中的設(shè)備分配方法。二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容本實(shí)驗(yàn)要求實(shí)現(xiàn)模擬單通路i/o系統(tǒng)中的設(shè)備分配程序，有如下要求：1、設(shè)計(jì)系統(tǒng)設(shè)備表sdt、設(shè)備控制表dct、控制器表coct、通道表chct和邏輯設(shè)備表lut。2、提供給用戶各表目的初態(tài)。3、回答信息： 能夠分配時(shí)，給出設(shè)備號(hào)、控制器號(hào)、通道號(hào)， 否則，給出無(wú)法分配的回答，插入相應(yīng)的等待隊(duì)列。三、實(shí)驗(yàn)步驟

2、1、 任務(wù)分析為單通路i/o系統(tǒng)設(shè)計(jì)系統(tǒng)設(shè)備表sdt、設(shè)備控制表dct、控制器表coct、通道表chct和邏輯設(shè)備表lut五張表。用戶可以查看各表目的內(nèi)容，另外，程序?yàn)橛脩暨M(jìn)程分配設(shè)備，并且輸出分配結(jié)果，如果能夠分配，則給出設(shè)備號(hào)、控制器號(hào)、通道號(hào)，否則，給出無(wú)法分配的回答，插入相應(yīng)的等待隊(duì)列。2、概要設(shè)計(jì)為實(shí)現(xiàn)本次實(shí)驗(yàn)任務(wù)要求，首先，定義sdt、dct、coct、chct、lut五張表，調(diào)用input（）函數(shù)初始化各表內(nèi)容；其次，調(diào)用print（）函數(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)上述四張表的輸出顯示；最后，調(diào)用add_process（）函數(shù)，為用戶進(jìn)程申請(qǐng)?jiān)O(shè)備，如果分配成功，給出設(shè)備號(hào)、控制器號(hào)、通道號(hào)，否則，

3、給出無(wú)法分配的原因，并將該進(jìn)程插入相應(yīng)的等待隊(duì)列中。本程序包含如下3個(gè)模塊：（1） 主模塊，由函數(shù)main（）組成。（2） 顯示表目模塊，由函數(shù)print（）組成。（3） 分配設(shè)備模塊，由函數(shù)add_process（）、process_run（）等函數(shù)組成。繪制流程圖如下：運(yùn)行程序主函數(shù)運(yùn)行進(jìn)程申請(qǐng)?jiān)O(shè)備顯示sdt、coct、dct、chct、lut五張表退出判斷設(shè)備是否存在輸出無(wú)法分配原因判斷控制器是否忙輸出無(wú)法分配原因輸入所需設(shè)備名稱（輸入0退出申請(qǐng)）判斷通道是否忙輸出無(wú)法分配原因給予分配，輸出分配信息ynynyn輸入0輸入非0 流程圖3、詳細(xì)設(shè)計(jì)和編碼通過(guò)以上的分析和初步設(shè)計(jì)，已經(jīng)對(duì)本程序

4、作了初步了解。下面將對(duì)本程序的各個(gè)模塊作詳細(xì)的講解。（1）主函數(shù)模塊對(duì)各個(gè)表就行初始化，設(shè)置好各個(gè)表的狀態(tài)，以及對(duì)各個(gè)步驟進(jìn)行函數(shù)調(diào)用來(lái)實(shí)現(xiàn)本實(shí)驗(yàn)的要求。（2）顯示表目模塊調(diào)用print（）函數(shù)，顯示出sdt系統(tǒng)設(shè)備表、dct設(shè)備控制表、coct控制器控制表、chct通道表和lut邏輯設(shè)備表五張表目，直接顯示各表中的設(shè)備類型、設(shè)備名稱和設(shè)備狀態(tài)等信息。(3) 分配設(shè)備模塊在此模塊中，首先調(diào)用add_process（）函數(shù)，要求用戶輸入所要申請(qǐng)的邏輯設(shè)備名稱，然后根據(jù)邏輯設(shè)備名稱查看lut表中的該設(shè)備是否存在，若不存在，則直接退出分配，輸出分配失敗原因，若存在，則繼續(xù)如下分析：a.分配設(shè)備。根據(jù)

5、lut表找到設(shè)備表，然后根據(jù)sdt表中指向dct表該設(shè)備的指針，檢索到dct設(shè)備控制表中該物理設(shè)備，檢查該設(shè)備的狀態(tài)信息busy。若忙，則將要求i/o的進(jìn)程插入到該設(shè)備的等待隊(duì)列中等待；若不忙，則繼續(xù)步驟（b）。b.分配控制器。根據(jù)設(shè)備控制表dct中的控制器表指針，可找到與此設(shè)備相連的控制器表coct，通過(guò)檢查該表中的狀態(tài)信息busy。若忙，則將要求i/o的進(jìn)程插入到等待該控制器的隊(duì)列中等待；若不忙，則把該控制器分配給進(jìn)程，繼續(xù)步驟（c）。c.分配通道。首先根據(jù)控制器表coct中的通道表指針找到與此控制器相連的通道表chct，從中了解此通道的狀態(tài)信息busy。若為忙，則把該進(jìn)程插入等待通道的隊(duì)

6、列chl中;若通道空閑，則表明本次i/o請(qǐng)求所需之i/o設(shè)備和相應(yīng)的控制器、通道都能得到，于是便可啟動(dòng)i/o設(shè)備開(kāi)始數(shù)據(jù)傳送。調(diào)用add_process（）函數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)上述步驟。分配完成后，將相應(yīng)的設(shè)備、控制器和通道的狀態(tài)信息busy置1。結(jié)束分配程序。4、調(diào)試分析本次程序設(shè)計(jì)的核心內(nèi)容在于設(shè)備的分配過(guò)程，一次分配只有在設(shè)備、控制器和通道三者都分配成功時(shí)，這次分配才算成功。該程序的核心邏輯關(guān)系是先分配設(shè)備再分配控制器最后分配通道。當(dāng)三者都空閑并安全時(shí)，才可分配，最終啟動(dòng)該i/o設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送。5、測(cè)試結(jié)果運(yùn)行程序后，運(yùn)行結(jié)果如下圖1。圖1進(jìn)行初始化，運(yùn)行結(jié)果如下圖2圖2圖3各表的初始化狀態(tài)如圖

7、3。 圖3進(jìn)程分配設(shè)備結(jié)果如圖3四、實(shí)驗(yàn)總結(jié)通過(guò)本次實(shí)驗(yàn)，充分的理解了單通道i/o設(shè)備分配程序，知道了設(shè)備表，控制器表，通道表以及其他表的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，加深了對(duì)課本知識(shí)的理解，明白了設(shè)備分配的過(guò)程：先分配設(shè)備，接下來(lái)分配控制器，然后再分配通道，若成功就可以啟動(dòng)該i/o設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送了。同時(shí)，通過(guò)和同學(xué)一起做這個(gè)實(shí)驗(yàn)，從中學(xué)習(xí)到了合作的經(jīng)驗(yàn)，為以后的工作打下基礎(chǔ)。經(jīng)過(guò)編寫程序，復(fù)習(xí)了c語(yǔ)言程序。五、附錄源程序：#include#include#include#include#define name_num 10typedef struct _coct_listchar namename_num;s

8、truct _coct_list *next; coct_list;typedef struct _chctchar namename_num;/int state;/coct_list *coct_head;coct_list *coct_tail;struct _chct *next; chct;typedef struct _dct_listchar namename_num;/等待控制器隊(duì)列的設(shè)備名字struct _dct_list *next; dct_list;typedef struct _coctchar namename_num;/int state;/chct *chct;

9、/dct_list *dct_head;/等待控制器隊(duì)列的隊(duì)首指針dct_list *dct_tail;/struct _coct *next; coct;/設(shè)備控制表typedef struct _processchar * namename_num;/進(jìn)程名字/int num;/進(jìn)程標(biāo)志號(hào)struct _process *next; process;typedef struct _dctchar namename_num;/設(shè)備名字char typename_num;/設(shè)備類型int adr;/設(shè)備地址int state;/設(shè)備狀態(tài)coct *coct;/指向控制器表的指針process

10、*process_head;/等待進(jìn)程的隊(duì)首指針process *process_tail;/等待進(jìn)程的隊(duì)尾指針int repeat;/重復(fù)次數(shù)struct _dct *next; dct;/系統(tǒng)設(shè)備表sdttypedef struct _sdtchar namename_num;char typename_num;/設(shè)備類型dct *dct;/dct指針long adr;/驅(qū)動(dòng)程序入口 sdt;typedef struct _lutchar namename_num;char dct_namename_num;int adr;struct _lut *next; lut;/默認(rèn)狀態(tài)下初始化書

11、中p113的單通道i/odct *main_dct;coct *main_coct;chct *main_chct;lut *main_lut;void init_1();void init()puts(-);puts( 進(jìn)行初始化工作 ,請(qǐng)您輸入相關(guān)內(nèi)容);/puts(n 如:與設(shè)備1有關(guān)的控制器名為控制器1,通道名為通道1,您應(yīng)如下輸入:);puts(n 如:與設(shè)備1有關(guān)的控制器名為控制器1,通道名為通道1,您應(yīng)如下輸入:);puts(n 請(qǐng)輸入設(shè)備號(hào): (此處輸入:設(shè)備1);puts( 請(qǐng)輸入控制器號(hào): (此處輸入:控制器1);puts( 請(qǐng)輸入通道號(hào): (此處輸入:通道1);puts(

12、 這樣完成一次輸入);puts(n 注意:當(dāng)設(shè)備號(hào)為-1時(shí),退出輸入);puts(-);init_1();void init_1()dct *dct;coct *coct;chct *chct;lut *lut;dct=(dct *)malloc(sizeof(dct);main_dct=dct;dct-next=null;coct=(coct *)malloc(sizeof(coct);main_coct=coct;coct-next=null;chct=(chct *)malloc(sizeof(chct);main_chct=chct;chct-next=null;lut=(lut *)

13、malloc(sizeof(lut);main_lut=lut;lut-next=null;void input()dct *dct;dct *dct_1;dct *dct_2;coct *coct;coct *coct_1;chct *chct;chct *chct_1;lut *lut;lut *lut_1;char namename_num;int a;while(1)a=0;puts(n+n);printf(請(qǐng)輸入設(shè)備號(hào):);scanf(%s,name);if(!strcmp(name,-1)break;dct_2=main_dct;dct_1=main_dct-next;while(

14、dct_1!=null)if(!strcmp(dct_1-name,name)printf(n該設(shè)備已存在,請(qǐng)重新輸入:);scanf(%s,name);dct_1=main_dct-next;dct_2=main_dct;continue;/if(dct_1-next!=null)dct_1=dct_1-next;dct_2=dct_2-next;/if(dct_1-next=null)/break;if(dct_1=null)dct_1=dct_2;dct=(dct *)malloc(sizeof(dct);if(dct_1=null)dct_1=main_dct;dct_1-next=d

15、ct;dct-next=null;strcpy(dct-name,name);dct-adr=(int)&dct;dct-process_head=null;dct-process_tail=null;dct-repeat=5;dct-state=0;strcpy(dct-type,輸入設(shè)備);printf(n請(qǐng)輸入控制器號(hào):);scanf(%s,name);coct_1=main_coct-next;while(coct_1!=null)if(!strcmp(coct_1-name,name)dct-coct=coct_1;coct=coct_1;a=1;break;/if(coct_1-n

16、ext!=null)coct_1=coct_1-next;/if(coct_1-next=null)/break;if(coct_1=null)coct=(coct *)malloc(sizeof(coct);dct-coct=coct;strcpy(coct-name,name);coct-dct_head=null;coct-dct_tail=null;coct-next=null;coct-state=0;coct_1=main_coct;while(coct_1-next!=null)coct_1=coct_1-next;coct_1-next=coct;if(a=1)puts( 控制

17、器存在，不能指定通道。輸入任意鍵進(jìn)行下一設(shè)備的設(shè)置！);getch();continue;printf(n請(qǐng)輸入通道號(hào):);scanf(%s,name);chct_1=main_chct-next;while(chct_1!=null)if(strcmp(chct_1-name,name)coct-chct=chct_1;chct=chct_1;break;/if(chct_1-next!=null)chct_1=chct_1-next;/if(chct_1-next=null)/break;if(chct_1=null)chct=(chct*)malloc(sizeof(chct);coct

18、-chct=chct;strcpy(chct-name,name);chct-coct_tail=null;chct-next=null;chct-coct_head=null;chct-state=0;chct_1=main_chct;while(chct_1-next!=null)chct_1=chct_1-next;chct_1-next=chct;puts( 為各設(shè)備確定邏輯設(shè)備名!n);dct=main_dct-next;while(dct!=null)printf( 請(qǐng)輸入設(shè)備號(hào)為%s的邏輯設(shè)備名:,dct-name);scanf(%s,name);lut=main_lut-nex

19、t;lut_1=main_lut;while(lut!=null)if(!strcmp(lut-name,name)printf( n 該設(shè)備名已近存在，請(qǐng)重新輸入！n);printf( 請(qǐng)輸入設(shè)備號(hào)為%s的邏輯設(shè)備名:,dct-name);scanf(%s,name);lut=main_lut-next;lut_1=main_lut;break;lut=lut-next;lut_1=lut_1-next;lut=lut_1;lut_1=(lut *)malloc(sizeof(lut);lut-next=lut_1;strcpy(lut_1-name,name);strcpy(lut_1-d

20、ct_name,dct-name);lut_1-next=null;dct=dct-next;void print()dct *dct;chct *chct;coct *coct;process *process;dct_list *dct_list;coct_list *coct_list;lut *lut;dct=main_dct-next;puts(nnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnn);puts(-);puts(n dct表n);puts(-);puts(|_設(shè)備標(biāo)志符_| |_設(shè)備類型 _| |_設(shè)備地址_| |_控制表指針_| |_重復(fù)次數(shù) _| |_ 狀態(tài) _|);

21、while(dct!=null)printf(n|%10s |%10s |%10d |%10s |%10d |%10d |,dct-name,dct-type,dct-adr,dct-coct-name,dct-repeat,dct-state);if(dct-process_tail=null)printf(nn 設(shè)備%s 等待隊(duì)列為空n,dct-name);if(dct-process_tail!=null)printf(nn 設(shè)備%s的進(jìn)程等待隊(duì)列的進(jìn)程號(hào)為:n,dct-name);process=dct-process_head;while(process!=null)/printf(

22、 |_ %10s _|_ %10d _| ,process-name,process-num);printf( |_ %10s _| ,process-name);process=process-next;dct=dct-next;puts(n);puts(-);puts(n coct表n);puts(-);puts(|_ 控制器名稱 _| |_ 控制器狀態(tài) _| |_ 對(duì)應(yīng)通道名稱 _|);coct=main_coct-next;while(coct!=null)printf(n|%10s |%10d |%10s |,coct-name,coct-state,coct-chct-name);

23、if(coct-dct_tail=null)printf(nn 控制器%s等待隊(duì)列為空！n,coct-name);if(coct-dct_tail!=null)dct_list=coct-dct_head;printf(nn 控制器%s的等待隊(duì)列的設(shè)備號(hào)是:n,coct-name);while(dct_list!=null)printf( |_ %10s _| ,dct_list-name);dct_list=dct_list-next;coct=coct-next;puts(n);puts(-);puts(n chct表n);puts(-);puts(|_ 通道名稱 _| |_ 通道狀態(tài) _

24、| );chct=main_chct-next;while(chct!=null)printf(n| %10s | %10d |n,chct-name,chct-state);if(chct-coct_tail=null)printf(nn 通道%s的等待隊(duì)列為空！,chct-name);if(chct-coct_tail!=null)coct_list=chct-coct_head;printf(nn 通道%s的等待隊(duì)列是:n,chct-name);while(coct_list!=null)printf( |_ %10s _|,coct_list-name);coct_list=coct_

25、list-next;chct=chct-next;puts(n);puts(-);puts(n lut表n);puts(-);lut=main_lut-next;printf( |_ 邏輯設(shè)備名_| |_ 物理設(shè)備名_|);while(lut!=null)printf(n |_ %10s _| | %10s _|,lut-name,lut-dct_name);lut=lut-next;void free_main()dct *dct;dct *dct1;coct *coct;coct *coct1;chct *chct;chct *chct1;lut *lut;lut *lut1;dct_li

26、st *dct_list1;dct_list *dct_list2;coct_list *coct_list1;coct_list *coct_list2;process *process1;process *process2;dct=main_dct-next;while(dct!=null)dct1=dct-next;process1=dct-process_head;while(process1!=null)process2=process1-next;free(process1);process1=process2;free(dct);dct=dct1;coct=main_coct-n

27、ext;while(coct!=null)coct1=coct-next;dct_list1=coct-dct_head;while(dct_list1!=null)dct_list2=dct_list1-next;free(dct_list1);dct_list1=dct_list2;free(coct);coct=coct1;chct=main_chct-next;while(chct!=null)chct1=chct-next;coct_list1=chct-coct_head;while(coct_list1!=null)coct_list2=coct_list1-next;free(

28、coct_list1);coct_list1=coct_list2;free(chct);chct=chct1;lut=main_lut-next;while(lut!=null)lut1=lut-next;free(lut);lut=lut1;free(main_dct);free(main_coct);free(main_chct);free(main_lut);void add_dct_list(coct *coct1,char *dct_name);void add_coct_list(chct *chct1,char *coct_name);void add_process()cha

29、r process_namename_num;char lut_namename_num;char dct_namename_num;lut *lut;dct *dct;coct *coct;chct *chct;process *process;puts(nnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnn);puts();puts();puts( 輸入進(jìn)程信息 );puts(nnn);puts( 如果進(jìn)程名為-1，將切換到進(jìn)程運(yùn)行狀態(tài)！);while(1)printf(nnn 請(qǐng)輸入進(jìn)程名:);scanf(%s,process_name);if(!strcmp(process_name,-

30、1)break;printf( 請(qǐng)輸入邏輯設(shè)備名:);scanf(%s,lut_name);puts(_);lut=main_lut-next;while(lut!=null)if(!strcmp(lut-name,lut_name)strcpy(dct_name,lut-dct_name);break;lut=lut-next;if(lut=null)printf(n 沒(méi)有找到該設(shè)備，請(qǐng)確認(rèn)該設(shè)備正確安裝!n);if(lut!=null)dct=main_dct-next;while(dct!=null)if(!strcmp(dct-name,dct_name)if(dct-process_

31、head!=null)process=(process *)malloc(sizeof(process);dct-process_tail-next=process;dct-process_tail=process;if(dct-state=1)printf(n 設(shè)備正占用著，進(jìn)程進(jìn)入等待隊(duì)列!,dct-name);add_dct_list(dct-coct,dct-name);if(dct-state=0)printf(n 設(shè)備%s空閑，能使用!-設(shè)備成功分配,dct-name);add_dct_list(dct-coct,dct-name);dct-state=1;process-next

32、=null;strcpy(process-name,process_name);if(dct-process_head=null)process=(process *)malloc(sizeof(process);dct-process_head=process;dct-process_tail=process;if(dct-state=1)printf(n %s設(shè)備正占用著，進(jìn)程進(jìn)入等待隊(duì)列!,dct-name);add_dct_list(dct-coct,dct-name);if(dct-state=0)printf(n 設(shè)備%s空閑，能使用!-設(shè)備成功分配,dct-name);add_d

33、ct_list(dct-coct,dct-name);dct-state=1;process-next=null;strcpy(process-name,process_name);dct=dct-next;void add_dct_list(coct *coct1,char *dct_name)coct *coct;dct_list *dct_list;coct=coct1;if(coct-state=1)printf(n 控制器%s被占用著不能分配!將進(jìn)入等待隊(duì)列中!,coct-name);dct_list=(dct_list *)malloc(sizeof(dct_list);coct-

34、dct_tail-next=dct_list;coct-dct_tail=dct_list;dct_list-next=null;strcpy(dct_list-name,dct_name);add_coct_list(coct-chct,coct-name);if(coct-state=0)printf(n 控制器%s空閑，能分配使用!-控制器成功分配,coct-name);coct-state=1;dct_list=(dct_list *)malloc(sizeof(dct_list);coct-dct_head=dct_list;coct-dct_tail=dct_list;dct_li

35、st-next=null;strcpy(dct_list-name,dct_name);add_coct_list(coct-chct,coct-name);void add_coct_list(chct *chct1,char *coct_name)chct *chct;coct_list *coct_list;chct=chct1;if(chct-state=1)printf(n 通道%s正在使用，控制器進(jìn)入等待對(duì)列中!,chct-name);coct_list=(coct_list *)malloc(sizeof(coct_list);chct-coct_tail-next=coct_l

36、ist;chct-coct_tail=coct_list;coct_list-next=null;strcpy(coct_list-name,coct_name);if(chct-state=0)printf(n 通道%s成功分配，開(kāi)始運(yùn)行該程序!- 通道成功分配,chct-name);chct-state=1;coct_list=(coct_list *)malloc(sizeof(coct_list);chct-coct_head=coct_list;chct-coct_tail=coct_list;coct_list-next=null;strcpy(coct_list-name,coc

37、t_name);void process_run_coct(char *coct_name);void process_run(char *chct_name)chct *chct;coct_list *coct_list;coct *coct;dct_list *dct_list;dct *dct;chct=main_chct-next;while(chct!=null)if(!strcmp(chct-name,chct_name)break;chct=chct-next;if(chct=null)printf(nn 沒(méi)有通道!,chct-name);return ;if(chct-coct

38、_head=null)printf(n 通道%s處于空閑狀態(tài),chct-name);return;if(chct-coct_head=chct-coct_tail)coct_list=chct-coct_head;coct_list-next=null;chct-coct_head=null;chct-coct_tail=null;chct-state=0;if(chct-coct_head!=chct-coct_tail)coct_list=chct-coct_head;chct-coct_head=coct_list-next;coct_list-next=null;process_run_coct(coct_list-name);free(coct_list);void process_run_process(char *dct_name);void process_run_coct(char *coct_name)coct *coct;dct_list *dct_list;coct=main_coct-next;while(coct!=null)if(!strcmp(coct-name,coct_name)break;coct=coct-next;if(