实验二进程调度的设计与实现.doc

院 系：计 算 机 学 院实验课程： 操作系统实验项目：进程调度的设计与实现指导老师： 陈红英老师 开课时间：2011 2012年度第 2学期专 业：网络工程班 级：10级学 生：yuth学 号：*一、实验项目名称 进程调度的设计与实现二、实验目的及要求1、 综合应用下列知识点设计并实现操作系统的进程调度：邻接表，布尔数 组，非阻塞输入，图形用户界面 GUI，进程控制块，进程状态转换，多级反馈队列进程调度算法。 2、 加深理解操作系统进程调度的过程。 3、 加深理解多级反馈队列进程调度算法。三、实验主要硬件软件环境 32位PC机，VC+6四、实验内容及步骤 1、采用一种熟悉的语言，如 C、PASCAL 或 C+等，编制程序，最好关键代码采用 C/C+，界面设计可采用其它自己喜欢的语言。 2、采用多级反馈队列调度算法进行进程调度。 3、每个进程对应一个 PCB 。在PCB 中包括进程标识符pid、进程的状态标识 status、进程优先级 priority、进程的队列指针 next 和表示进程生命周 期的数据life（在实际系统中不包括该项）。 4、创建进程时即创建一个 PCB，各个进程的 pid 都是唯一的，pid 是在 1 到 100 范围内的一个整数。可以创建一个下标为 1 到 100 的布尔数组， “真”表示下标对应的进程标识号是空闲的，“假”表示下标对应的进程标识号已分配给某个进程。 5、进程状态 status 的取值为“就绪 ready ”或“运行 run ”，刚创建时，状态为“ready ”。被进程调度程序选中后变为“run ”。 6、进程优先级 priority 是 0 到 49 范围内的一个随机整数。 7、进程生命周期 life 是 1 到 5 范围内的一个随机整数。 8、初始化时，创建一个邻接表，包含 50 个就绪队列，各就绪队列的进程优先级 priority 分别是 0 到 49 。 9、为了模拟用户动态提交任务的过程，要求动态创建进程。进入进程调度 循环后，每次按 ctrl+f 即动态创建一个进程，然后将该 PCB 插入就绪队列中。按 ctrl+q 退出进程调度循环。 10、在进程调度循环中，每次选择优先级最大的就绪进程来执行。将其状态从就绪变为运行，通过延时一段时间来模拟该进程执行一个时间片的过程，然后优先级减半，生命周期减一。设计图形用户界面 GUI，在窗口中显示该进程和其他所有进程的 PCB 内容。如果将该运行进程的生命周期不为 0，则重新把它变为就绪状态，插入就绪队列中；否则该进程执行完成，撤消其 PCB 。以上为一次进程调度循环。五、实验设计（一）、需求分析1、 采用一种熟悉的语言，如 C、PASCAL 或 C+等，编制程序，最好关键代码采用 C/C+，界面设计可采用其它自己喜欢的语言。 2、 采用多级反馈队列调度算法进行进程调度。3、 要求动态创建进程。进入进程调度 循环后，每次按 ctrl+f 即动态创建一个进程，然后将该 PCB 插入就绪队列中。按 ctrl+q 退出进程调度循环。 （二）详细设计1、总体设计方案流程图2、创建进程函数3、进程调度函数 4、使用的数据结构（一）、进程的PCB结构/进程队列节点(由于仅仅是模拟实验，这里无动作)struct process;/进程控制块PCBstruct PCBint pid; /进程标识符string status; /进程的状态标识，取值为“就绪 ready ”或“运行 run ”int priority; /进程优先级,0 到 49 范围内的一个随机整数。process *next; /进程的队列指针int life; /进程生命周期,1 到 5 范围内的一个随机整数。void operator = (PCB p)/运算符=重载pid=p.pid;status=p.status;priority=p.priority;next=p.next;life=p.life;/就绪队列节点struct readyquePCB pc;struct readyque *next;void operator = (readyque r) /运算符=重载pc=r.pc;next=r.next;（二）、进程调度类threadmanager成员：class threadmanagerprivate:bool pidarray101 ; /“真”表示下标对应的进程标识号是空闲的，“假”表示下标对应的进程标识号已分配给某个进程。 struct readyque adj50; /邻接表public:threadmanager(); /构造函数void run(); /运行进程调度程序（对外的接口）bool newpro(); /新建一个进程的函数void Manage_Draw(); /进程调度并将进程调度的情况显示在屏幕上void Drawpro(int priority); /画出优先级比正在运行进程优先级低的其他进程;六、主要功能模块 （一）、构造函数threadmanager:threadmanager() int i;/初始化邻接表for(i=0;i50;i+)adji.next=NULL;/“真”表示下标对应的进程标识号(1100)是空闲的，“假”表示下标对应的进程标识号已分配给某个进程。 for(i=0;i101;i+)pidarrayi=true; /刚开始每个进程标识号都是空闲的。（二）、运行进程调度程序。功能：监听各个按键并作出相应动作void threadmanager:run()int c;srand( (unsigned)time( NULL ) );/srand()函数产生一个以当前时间开始的随机种子 while(1) /cout请输入要进行的操作：Ctrl+f(新建进程) Ctrl+r(开始调度) Ctrl+q(停止调度)endl;coutPlease input the key you want to doendl;cout Ctrl+f(new thread), Ctrl+r(start manager) Ctrl+q(stop manager)endl;/检查当前是否键盘输入，若有则返回一个非0值，否则返回0 if(!_kbhit() c=_getch(); /_getch返回的是键的ascii switch(c)case 0x6: /Ctrl+f(新建进程)srand( (unsigned)time( NULL ) );/srand()函数产生一个以当前时间开始的随机种子 newpro();break; case 0x12: /Ctrl+r(开始调度)Manage_Draw();break; case 0x11: /Ctrl+q(停止调度) ; /进程调度并将进程调度的情况显示在屏幕上void threadmanager:Manage_Draw()readyque *rq=NULL,*tmpr=NULL;int i,j=0;/cout 优先级 标识符 状态标识 生命周期endl;cout priority pid status life=0;i-) /找优先级最大的进程来执行if(adji.next!=NULL) /当对应的就绪队列不为空时rq=adji.next; /从就绪队列取出一个进程执行。adji.next=rq-next;rq-pc.status=run; Sleep(1500); /通过延时一段时间来模拟该进程执行一个时间片的过程./画优先级cout *pc.priority*;/画一次进程的调度情况/1、画正在运行进程的PCB/设置下一个输出文本的字体颜色：绿色SetConsoleTextAttribute(GetStdHandle(STD_OUTPUT_HANDLE),FOREGROUND_INTENSITY | FOREGROUND_GREEN); cout*pc.pid*pc.status*pc.life*;/2、画优先级与正在运行进程相同的其他进程的PCB(如果有的话)/设置下面输出文本的字体颜色：白色SetConsoleTextAttribute(GetStdHandle(STD_OUTPUT_HANDLE),FOREGROUND_INTENSITY | FOREGROUND_RED | FOREGROUND_GREEN | FOREGROUND_BLUE);tmpr=adji.next;while(tmpr!=NULL) /当对应的就绪队列不为空时cout*pc.pid*pc.status*pc.lifenext; j+;if( j%3 =0)coutendl ;coutpc.priority) /= 2; /优先级减半(rq-pc.life) -= 1; /生命周期减一/如果该运行进程的生命周期不为0，则重新把它变为就绪状态，插入就绪队列中if(rq-pc.life 0)rq-pc.status=ready;rq-next = adjrq-pc.priority.next;adjrq-pc.priority.next=rq;else /否则将其进程号归还。pidarrayi=true; break; /一次进程调度循环结束。/end of if /end of forcoutone time manager have finish!endl=0;i-)rq=adji.next;if(rq!=NULL)/画优先级cout *i*;j=0;while(rq!=NULL) /当对应的就绪队列不为空时cout*pc.pid*pc.status*pc.lifenext;j+;if( j%3 =0)coutendl ;coutendl;/新建一个进程的函数bool threadmanager:newpro()struct readyque *t = NULL;/srand( (unsigned)time( NULL ) );/srand()函数产生一个以当前时间开始的随机种子 for(int i=1;ipc.pid=i;pidarrayi=false; /宣布该进程号已被使用。 t-pc.status=ready;t-pc.priority = rand()%50;/随机产生优先级（随机域为049）。t-pc.next=NULL;t-pc.life=rand()%5+1; /随机产生生命周期（随机域为15）。t-next=adjt-pc.priority.next;adjt-pc.priority.next=t; /将新建的进程的PCB插入就绪队列return true; /创建进程成功 return false; /找不到空的进程号，创建进程失败七、实验结果及分析（一）、新建进程连续15次按下Ctrl+F键后新建15个进程：（二）、开始调度每按一次Ctrl+R将进行一次进程调度：（三）、在一次进程调度完成后按下Ctrl+F将新建一个进程：从上图的绿色部分可以看出按下Ctrl+F键后新建一个优先级为39