操作系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)-時(shí)間片輪轉(zhuǎn)算法java實(shí)現(xiàn)

1、學(xué)校代碼： 10128學(xué) 號(hào)： 201020205056課程設(shè)計(jì)題 目：處理機(jī)管理模擬系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 學(xué)生姓名： 學(xué) 院：信息工程學(xué)院系 別：軟件工程系 專 業(yè)：軟件工程 班 級(jí)： 指導(dǎo)教師：副教授 講師2013年1月8日內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書（四）學(xué)院（系）：信息學(xué)院軟件工程系 課程名稱：操作系統(tǒng)課程設(shè)計(jì) 指導(dǎo)教師（簽名）： 專業(yè)班級(jí)： 學(xué)生姓名： 學(xué)號(hào)： 一、課程設(shè)計(jì)題目處理機(jī)管理二、課程設(shè)計(jì)的目的學(xué)生通過設(shè)計(jì)一個(gè)模擬單處理機(jī)調(diào)度的算法，以鞏固和加深處理機(jī)調(diào)度的概念。使學(xué)生初步具有研究、設(shè)計(jì)、編制和調(diào)試操作系統(tǒng)模塊的能力。 三、課程設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容和要求（包括原始數(shù)據(jù)、技術(shù)參數(shù)、設(shè)計(jì)

2、要求、工作量要求等） 原始數(shù)據(jù)：進(jìn)程控制塊PCB結(jié)構(gòu)體。 技術(shù)參數(shù)：Windows XP系統(tǒng)，VC+6.0開發(fā)工具。設(shè)計(jì)要求： 1 設(shè)計(jì)基于時(shí)間片輪轉(zhuǎn)法的處理機(jī)調(diào)度算法；2 或設(shè)計(jì)基于先來先服務(wù)或基于優(yōu)先權(quán)的處理機(jī)調(diào)度算法；3 畫出以上算法流程圖；4 編程實(shí)現(xiàn)算法功能；5編寫課程設(shè)計(jì)說明書。 工作量要求：完成以上設(shè)計(jì)要求中的所有算法功能。四、工作進(jìn)度安排 周一：布置、講解題目，收集資料；周二：系統(tǒng)分析，算法設(shè)計(jì)；周三：編制、調(diào)試程序；周四：測(cè)試系統(tǒng)，形成設(shè)計(jì)結(jié)論，編寫課設(shè)報(bào)告；周五：系統(tǒng)及材料驗(yàn)收，課設(shè)答辯。五、主要參考文獻(xiàn)1 張堯?qū)W編計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)教程（第三版）習(xí)題解答與實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)北京:清華大

3、學(xué)出版社，20062 湯子瀛主編計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)（第三版）西安:西安電子科技大學(xué)出版社，2001 3 張坤等編操作系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教程北京:清華大學(xué)出版社，2008審核批準(zhǔn)意見系（教研室）主任（簽字） 摘要操作系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的關(guān)鍵組成部分，負(fù)責(zé)管理與配置內(nèi)存、決定系統(tǒng)資源供需的優(yōu)先次序、控制輸入與輸出設(shè)備、操作網(wǎng)絡(luò)與管理文件系統(tǒng)等基本任務(wù)。對(duì)于不同的系統(tǒng)和系統(tǒng)目標(biāo)，通常采用不同的調(diào)度算法，如在批處理系統(tǒng)中，為照顧為數(shù)眾多的短作業(yè)，采用短作業(yè)優(yōu)先調(diào)度算法；在分時(shí)系統(tǒng)中，為保證系統(tǒng)具有合理的響應(yīng)時(shí)間，采用時(shí)間片輪轉(zhuǎn)法進(jìn)行調(diào)度。采用算法時(shí)，則要考慮多方面因素，以便達(dá)到最佳效果。本次課程設(shè)計(jì)采用時(shí)間片輪轉(zhuǎn)調(diào)度

4、算法來實(shí)現(xiàn)模擬進(jìn)程調(diào)度任務(wù)的執(zhí)行過程。用Java模擬進(jìn)程調(diào)度過程，可以方便地將運(yùn)行結(jié)果直觀地表示出來。Java語言獨(dú)有的多線程操作，可以實(shí)現(xiàn)許多其他語言不能實(shí)現(xiàn)的功能，極大地方便了程序開發(fā)人員對(duì)程序的開發(fā)。此外，利用JavaGUI編程，可以使系統(tǒng)提供的界面更加友好。實(shí)驗(yàn)中，應(yīng)用文件I/O操作、線程、AWT、Swing、內(nèi)部類、接口、異常處理等技術(shù)，開發(fā)此系統(tǒng)。關(guān)鍵字：時(shí)間片輪轉(zhuǎn)； Java編程； GUI圖形用戶界面； 文件操作；AbstractThe operating system is a key component of the computer system, responsible

5、for the management and configuration memory, decided to system resources supply and demand priority, control input and output equipment, operation and management of network file system, and other basic tasks.For different systems and system target, computers usually use different scheduling algorith

6、m, such as in a Batch Processing System, in order to take care of a lot of short operation, using Short Job First algorithm;In systems with time sharing, to ensure the system has reasonable response time, need time slice Round Robin algorithm for scheduling. The algorithm, we should consider various

7、 factors, in order to achieve the best effect.This Course Design uses time slice Round Robin algorithm to simulate the process scheduling task execution process.With Java simulation process scheduling process, which can be conveniently will run results intuitively said out.In addition, the use of Ja

8、vaGUI programming, can make the system to provide the interface more friendly.Experiments, application file I/O operation, threads, AWT, Swing, internal class, interface, abnormal processing technology, the development of this system.Keywords: time slice Round Robin; Java Programming; Graphical User

9、 Interface; File Operation;目錄第一章 問題分析11.1設(shè)計(jì)目的11.2設(shè)計(jì)目標(biāo)11.2.1問題描述11.2.2基本要求11.3設(shè)計(jì)思想和運(yùn)行環(huán)境1第二章 概要設(shè)計(jì)32.1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)32.1.1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)層次圖32.1.2系統(tǒng)功能說明32.2算法描述4第三章 詳細(xì)設(shè)計(jì)53.1系統(tǒng)程序流程圖53.2內(nèi)部接口設(shè)計(jì)73.2.1系統(tǒng)框架接口run（）73.2.3創(chuàng)建進(jìn)程接口createFrame()83.2.4運(yùn)行程序接口runFrame()83.2.5顯示結(jié)果接口resultFrame()93.3用戶接口9第四章 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)114.1編碼實(shí)現(xiàn)114.2單元測(cè)試114.2.1創(chuàng)建進(jìn)

10、程模塊114.2.2運(yùn)行程序模塊134.2.3結(jié)果顯示模塊144.3遇到的問題15第五章 自我評(píng)價(jià)與總結(jié)16參考文獻(xiàn)17第1章 問題分析1.1設(shè)計(jì)目的在多道程序或多任務(wù)系統(tǒng)中，系統(tǒng)同時(shí)處于就緒態(tài)的進(jìn)程有若干個(gè)。也就是說能運(yùn)行的進(jìn)程數(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于處理機(jī)個(gè)數(shù)。為了使系統(tǒng)中的各進(jìn)程能有條不紊地運(yùn)行，必須選擇某種調(diào)度策略，以選擇一進(jìn)程占有處理機(jī)。要求設(shè)計(jì)一個(gè)模擬單處理機(jī)調(diào)度的算法，以鞏固和加深處理機(jī)調(diào)度的概念。1.2設(shè)計(jì)目標(biāo)1.2.1問題描述處理機(jī)管理是操作系統(tǒng)中非常重要的部分。為深入理解處理機(jī)調(diào)度部分的功能，設(shè)計(jì)一個(gè)按時(shí)間片輪轉(zhuǎn)調(diào)度CPU的算法，模擬實(shí)現(xiàn)處理機(jī)的調(diào)度。1.2.2基本要求時(shí)間片輪轉(zhuǎn)調(diào)度CP

11、U的算法是分時(shí)系統(tǒng)采用的典型算法，把CPU的執(zhí)行時(shí)間分成若干個(gè)一定大小的時(shí)間片輪流的分配給就緒隊(duì)列的各個(gè)進(jìn)程，讓各就緒進(jìn)程按指定的順序分別占用CPU的一個(gè)時(shí)間片輪流執(zhí)行下去，直至完成。要求定義進(jìn)程控制塊PCB的結(jié)構(gòu)，并為每個(gè)進(jìn)程任意確定一個(gè)要求運(yùn)行時(shí)間和到達(dá)時(shí)間，按照進(jìn)程到達(dá)的先后順序排成一個(gè)循環(huán)隊(duì)列。設(shè)計(jì)按時(shí)間片輪轉(zhuǎn)的進(jìn)程調(diào)度算法。1.3設(shè)計(jì)思想和運(yùn)行環(huán)境a. 設(shè)計(jì)思想(1) 假設(shè)系統(tǒng)有5個(gè)進(jìn)程，每個(gè)進(jìn)程用一個(gè)進(jìn)程控制塊Process來代表。Process的結(jié)構(gòu)如圖1-1所示。對(duì)PCB控制塊進(jìn)行包裝，形成循環(huán)鏈表結(jié)點(diǎn)ProcessNode，鏈表結(jié)點(diǎn)ProcessNode如圖1-2所示。圖1-

12、2進(jìn)程控制塊結(jié)點(diǎn)圖1-1進(jìn)程控制塊Pname：進(jìn)程名runTime：進(jìn)程運(yùn)行時(shí)間arriveTime：到達(dá)時(shí)間State：進(jìn)程狀態(tài)cpuTime：運(yùn)行時(shí)間cpcRound：已運(yùn)行次數(shù)startTime：進(jìn)程開始時(shí)間每個(gè)屬性的set，get方法proecss：Process類型進(jìn)程控制塊Next ：ProcessNode類型指針每個(gè)屬性的set，get方法pntmphead圖1-3循環(huán)鏈表(2) 為每個(gè)進(jìn)程從模擬的系統(tǒng)中指定一個(gè)要求運(yùn)行時(shí)間和到達(dá)時(shí)間。(3) 按照進(jìn)程到達(dá)的先后順序排成一個(gè)循環(huán)隊(duì)列，再設(shè)一個(gè)隊(duì)首指針head指向第一個(gè)到達(dá)進(jìn)程的首址。(4) 執(zhí)行處理機(jī)調(diào)度時(shí)，從隊(duì)列的第一個(gè)進(jìn)程開始

13、，用pntmp指針順序選擇可執(zhí)行的進(jìn)程執(zhí)行。(5) 由于本實(shí)踐是模擬算法，所以對(duì)被選中進(jìn)程并不實(shí)際啟動(dòng)運(yùn)行，而只是執(zhí)行：運(yùn)行時(shí)間加100和輸出當(dāng)前運(yùn)行進(jìn)程的相關(guān)信息。用這兩個(gè)操作來模擬進(jìn)程的一次運(yùn)行。b. 運(yùn)行環(huán)境編程語言：Java語言工具：JDK1.6.0_26、Windows 7系統(tǒng)以及MyEclipse6.0.1等第2章 概要設(shè)計(jì)2.1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)2.1.1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)層次圖輸入進(jìn)程信息創(chuàng)建結(jié)點(diǎn)插入接點(diǎn)輸入進(jìn)程信息創(chuàng)建結(jié)點(diǎn)插入接點(diǎn)處理機(jī)管理模擬系統(tǒng)運(yùn)行程序顯示結(jié)果創(chuàng)建進(jìn)程輸入進(jìn)程信息創(chuàng)建結(jié)點(diǎn)插入接點(diǎn)圖2-1處理機(jī)管理系統(tǒng)層次圖2.1.2系統(tǒng)功能說明a. 創(chuàng)建進(jìn)程模塊：創(chuàng)建進(jìn)程模塊在輸入進(jìn)程頁面輸

14、入要?jiǎng)?chuàng)建的進(jìn)程數(shù)，輸入后逐個(gè)將進(jìn)程信息錄入插入到就緒隊(duì)列中，完成進(jìn)程的創(chuàng)建過程。b. 運(yùn)行程序模塊：此模塊實(shí)現(xiàn)時(shí)間片輪轉(zhuǎn)調(diào)度算法，從就緒隊(duì)列中取出進(jìn)程結(jié)點(diǎn)，并模擬運(yùn)行該進(jìn)程，反復(fù)循環(huán)，直至進(jìn)程全部運(yùn)行結(jié)束。每次運(yùn)行進(jìn)程后，將運(yùn)行信息存入到文件中，實(shí)現(xiàn)信息的持久化。方便信息的記錄，系統(tǒng)功能的分析和出錯(cuò)時(shí)便于檢查錯(cuò)誤。c. 顯示結(jié)果模塊：從文件中讀入進(jìn)程運(yùn)行的結(jié)果，在圖形界面下操作，提供友好的用戶操作方式，方便直觀的了解模擬進(jìn)程的調(diào)度過程，便于數(shù)據(jù)分析和研究。2.2算法描述a. 在創(chuàng)建進(jìn)程界面將進(jìn)程信息錄入，將進(jìn)程控制塊進(jìn)行包裝，插入到循環(huán)隊(duì)列中；b. 當(dāng)運(yùn)行程序時(shí)，每次從就緒隊(duì)列隊(duì)首取出一個(gè)進(jìn)程pntmp，判斷是pntmp進(jìn)程否到達(dá)。到達(dá)則運(yùn)行該進(jìn)程；c. 若pntmp進(jìn)程為首次運(yùn)行，則記錄進(jìn)程開始運(yùn)行時(shí)間startTime；d. 運(yùn)行完pntmp進(jìn)程后，輸出進(jìn)程運(yùn)行信息，并將此結(jié)點(diǎn)移至隊(duì)尾；e. 若循環(huán)隊(duì)列長(zhǎng)度size0,則返回執(zhí)行b；否則結(jié)束程序；第3章 詳細(xì)設(shè)計(jì)3.1系統(tǒng)程序流程圖YYN開始顯示主界面輸入進(jìn)程數(shù)numi=0ijava API 文檔 JDK_API_1.6.0_CN.CHM ；2趙俊生