操作系统实验报告一.doc

作者：琚耀 D:FileRootFileRoot_1_201503162019-4169aacbbd4-738e-449f-8169-9300715e9eb276a23787b06c1a6fad0770a4bfba9ec5.pdf 日期：2011-10-21合肥学院操作系统实验报告 学号： 0913011018 姓名： 秦瑞金 系别: 管理系 专业： 09 信息管理 指导老师： 琚耀 实验成绩： 操作系统实验题一：设计一若干并发进程的进程调度程序一、 实验目的在多道程序和多任务系统中，系统内同时处于就绪状态的进程可能有若干个。也就是说能运行的进程数大于处理机个数。为了使系统中的进程能有条不紊地工作，必须选用某种调度策略，选择某一进程占用处理机。二、 实验要求用高级语言编写和调试一个进程调度程序，以加深对进程的概念及进程调度算法的理解 三、 实验内容进程调度算法：采用最高优先数优先的调度算法（即把处理机分配给优先数最高的进程）和先来先服务算法。 每个进程有一个进程控制块（ PCB）表示。进程控制块可以包含如下信息：进程名、优先数、到达时间、需要运行时间、已用CPU时间、进程状态等等。 进程的优先数及需要的运行时间可以事先人为地指定（也可以由随机数产生）。进程的到达时间为进程输入的时间。 进程的运行时间以时间片为单位进行计算。 每个进程的状态可以是就绪 W（Wait）、运行R（Run）、或完成F（Finish）三种状态之一。 就绪进程获得 CPU后都只能运行一个时间片。用已占用CPU时间加1来表示。 如果运行一个时间片后，进程的已占用 CPU时间已达到所需要的运行时间，则撤消该进程，如果运行一个时间片后进程的已占用CPU时间还未达所需要的运行时间，也就是进程还需要继续运行，此时应将进程的优先数减1（即降低一级），然后把它插入就绪队列等待CPU。 每进行一次调度程序都打印一次运行进程、就绪队列、以及各个进程的 PCB，以便进行检查。 重复以上过程，直到所要进程都完成为止。四、 实验算法流程优先数调度算法用于进程调度时，系统把处理机分配给就绪队列中优先数最大的进程，系统一旦把处理机分配给就绪队列中优先数最大的进程后，该进程便一直执行下去直至完成，若因发生某事件使该进程放弃处理机时，系统方可再将处理机重新分配给另一优先数最大的进程。在轮转调度算法中，系统将所有的就绪进程按先来先服务的原则排成一个队列，每次调度时，把CPU分配给队首进程，并令其执行一个时间片。当执行的时间片用完时，又一个计时器发出时钟中断请求，调度程序便据此信号来停止该进程的执行，并将它送往就绪队列的末尾，然后，再把处理机分配给就绪队列中新的队首进程，同时也让它执行一个时间片。五、 实验程序清单 Private Type PCB P_Name As String 进程名称 P_CPU As Integer 已使用的时间片数 P_NCPU As Integer 需要的时间片数 P_PRI As Integer 优先数(优先数法)或分配的CPU单位(轮转法) P_State As String 进程状态End TypePrivate Const VV_LEFT = 200Private Const KK_LEFT = 7200定义全局变量Dim mItem As ListItem 定义ListItem对象，用于把数据插入ListView控件Dim PRI As Boolean 判断是否采用优先数法(PRI=True)Dim P_Run As PCB 存放当前运行的进程控制块中的数据Dim Proc() As PCB 存放模拟的进程Dim Proc_B() As PCB 备份模拟的进程Dim N, i As Integer N存放模拟的进程数Dim TimeChip As Integer 每个CPU单位分配的时间片Dim Sum As Integer 存放总调度次数Dim NSum As Integer 存放总时间片数Dim A, B As Integer 存放随机数Dim Pause_R As Integer 存放被暂停的TimerPrivate Function Get_R(ByVal NCPU As Integer, ByVal CPU As Integer) As Integer 计算分配的CPU单位(轮转发) Get_R = Int(NCPU - CPU) / 3) + 1End FunctionPrivate Sub P_Index() 对进程按优先数进行排序，并加入到P_Ready(ListView控件)中 Dim T As PCB 用于在排序过程中临时存放数据 用 冒泡排序法按 优先级 降序 进行排序 For i = 1 To N For j = 1 To N - 1 If Proc(i).P_PRI = Proc(j).P_PRI Then 交换数据 T = Proc(i) Proc(i) = Proc(j) Proc(j) = T End If Next j Next i 清除就绪队列 P_Ready.ListItems.Clear 向就绪队列中插入进程 For i = 1 To N If Proc(i).P_State F Then 初始化mItem对象，并向P_Ready(ListView控件)中添加数据 Set mItem = P_Ready.ListItems.Add(, Proc(i).P_Name, Proc(i).P_Name) mItem.ListSubItems.Add Key:=A + Proc(i).P_Name, Text:=Trim(Proc(i).P_CPU) mItem.ListSubItems.Add Key:=B + Proc(i).P_Name, Text:=Trim(Proc(i).P_NCPU) mItem.ListSubItems.Add Key:=C + Proc(i).P_Name, Text:=Trim(Proc(i).P_PRI) mItem.ListSubItems.Add Key:=D + Proc(i).P_Name, Text:=Trim(Proc(i).P_State) End If Next iEnd SubPrivate Sub Start_P() 开始 Picture1.Visible = True 取得就绪站顶的PCB放入P_Run P_Run.P_Name = P_Ready.ListItems(1).Text P_Run.P_CPU = CInt(P_Ready.ListItems(1).ListSubItems(1).Text) P_Run.P_NCPU = CInt(P_Ready.ListItems(1).ListSubItems(2).Text) P_Run.P_PRI = CInt(P_Ready.ListItems(1).ListSubItems(3).Text) P_Run.P_State = P_Ready.ListItems(1).ListSubItems(4).Text 初始化控件 Text4.Text = P_Run.P_Name Label7.Caption = CStr(P_Run.P_CPU) 初始化完成度进度条 PB2.Max = P_Run.P_NCPU PB2.Value = P_Run.P_CPU Label11.Caption = CStr(P_Run.P_PRI) 把PCB从P_Ready中移除 P_Ready.ListItems.Remove (1) 初始化移动Bar(TextBox控件)的位置 Text4.Visible = True 判断是否为轮转法 If Not (PRI) Then 根据CPU单位计算时间片数 TimeChip = CInt(Text3.Text) TimeChip = TimeChip * P_Run.P_PRI End If Label6.Caption = CStr(TimeChip) 初始化时间片进度条 PB1.Max = TimeChip PB1.Value = TimeChip 开始移动控件 Timer1.Enabled = TrueEnd SubPrivate Sub P_End() 完成和结束处理 P_Run.P_State = F 置完成的PCB(用于判断是否向P_Ready中添加)状态 If PRI Then For i = 1 To N - 1 Proc(i) = Proc(i + 1) Next i Proc(N) = P_Run Proc(N).P_PRI = -10000 End If 把该进程加入到P_Finish(ListView控件)完成队列中 Set mItem = P_Finish.ListItems.Add(, P + P_Run.P_Name, P_Run.P_Name) mItem.ListSubItems.Add Key:=A + P_Run.P_Name, Text:=Trim(P_Run.P_CPU) mItem.ListSubItems.Add Key:=B + P_Run.P_Name, Text:=Trim(P_Run.P_NCPU) mItem.ListSubItems.Add Key:=C + P_Run.P_Name, Text:=Trim(P_Run.P_PRI) mItem.ListSubItems.Add Key:=D + P_Run.P_Name, Text:=Trim(P_Run.P_State) 判断是否结束 If P_Ready.ListItems.Count 0 Then Start_P Else 如果结束 Text4.Text = If Comp_P = -1 Then Else If Comp_P = 1 Then 如果是比较模式的第一次运行 改变标志，表示已经运行过一次 Comp_P = Comp_P - 1 判断运行过的算法，设置未运行的算法为当前算法 If PRI Then Option2.Value = True Else Option1.Value = True End If 清除就绪队列 P_Ready.ListItems.Clear 利用备份数据重新初始化Proc() For i = 1 To N Proc(i) = Proc_B(i) If PRI Then Proc(i).P_PRI = Int(36 - Proc(i).P_NCPU) / 3) Else Proc(i).P_PRI = Get_R(Proc(i).P_NCPU, Proc(i).P_CPU) End If Proc_B(i) = Proc(i) 把新数据加入到就绪队列中 Set mItem = P_Ready.ListItems.Add(, Proc(i).P_Name, Proc(i).P_Name) mItem.ListSubItems.Add Key:=A + Proc(i).P_Name, Text:=Trim(Proc(i).P_CPU) mItem.ListSubItems.Add Key:=B + Proc(i).P_Name, Text:=Trim(Proc(i).P_NCPU) mItem.ListSubItems.Add Key:=C + Proc(i).P_Name, Text:=Trim(Proc(i).P_PRI) mItem.ListSubItems.Add Key:=D + Proc(i).P_Name, Text:=Trim(Proc(i).P_State) Next i 重新开始运行 Start.Value = True Text4.Text = Exit Sub Else 运行全部结束 设置标志位 Comp_P = Comp_P - 1 End If End If 恢复按键功能 SSTab1.Enabled = True Simulation.Enabled = True Start.Enabled = True Stop_R.Enabled = False End IfEnd SubPrivate Sub P_Back() 返回就绪队列 Dim Find_Pos As Boolean 判断算法 If PRI Then 如果是优先数法 优先数减一 P_Run.P_PRI = P_Run.P_PRI - 1 把运行的PCB数据放回数组Proc Find_Pos = False For i = 2 To N If P_Run.P_PRI = Proc(i).P_PRI Then Proc(i - 1) = Proc(i) Else Proc(i - 1) = P_Run Find_Pos = True Exit For End If Next i If Not (Find_Pos) Then Proc(N) = P_Run 刷新P_Ready P_Ready.ListItems.Clear For i = 1 To N If Proc(i).P_State F Then Set mItem = P_Ready.ListItems.Add(, P + Proc(i).P_Name, Proc(i).P_Name) mItem.ListSubItems.Add Key:=A + Proc(i).P_Name, Text:=Trim(Proc(i).P_CPU) mItem.ListSubItems.Add Key:=B + Proc(i).P_Name, Text:=Trim(Proc(i).P_NCPU) mItem.ListSubItems.Add Key:=C + Proc(i).P_Name, Text:=Trim(Proc(i).P_PRI) mItem.ListSubItems.Add Key:=D + Proc(i).P_Name, Text:=Trim(Proc(i).P_State) Else Exit For End If Next i Else 如果是轮转法 重新计算分配的CPU单位 P_Run.P_PRI = Get_R(P_Run.P_NCPU, P_Run.P_CPU) 放入就绪队列的队尾 Set mItem = P_Ready.ListItems.Add(, P + P_Run.P_Name, P_Run.P_Name) mItem.ListSubItems.Add Key:=A + P_Run.P_Name, Text:=Trim(P_Run.P_CPU) mItem.ListSubItems.Add Key:=B + P_Run.P_Name, Text:=Trim(P_Run.P_NCPU) mItem.ListSubItems.Add Key:=C + P_Run.P_Name, Text:=Trim(P_Run.P_PRI) mItem.ListSubItems.Add Key:=D + P_Run.P_Name, Text:=Trim(P_Run.P_State) End If Text4.Visible = False If P_Ready.ListItems.Count 0 Then Start_P End IfEnd SubPrivate Sub Comp()If P_Ready.ListItems.Count 0 Then 置标志位 Comp_P = 1 Start.Value = True Else MsgBox 请先模拟进程！, vbInformation, End IfEnd SubPrivate Sub CPU_T_Timer() 控制时间片 Dim M As Integer DoEvents M = PB1.Value DoEvents P_Run.P_CPU = P_Run.P_CPU + 1 PB2.Value = PB2.Value + 1 DoEvents M = M - 1 PB1.Value = PB1.Value - 1 DoEvents NSum = NSum + 1 If M = 0 Or P_Run.P_CPU = P_Run.P_NCPU Then DoEvents Label6.Caption = 0 PB1.Value = 0 PB2.Value = 0 DoEvents Label11.Caption = 0 Picture1.Visible = False DoEvents If P_Run.P_CPU = P_Run.P_NCPU Then Timer2.Enabled = True Else Timer3.Enabled = True End If CPU_T.Enabled = False End IfEnd SubPrivate Sub Exit_Click() 结束整个程序 EndEnd SubPrivate Sub Option1_Click() 为优先数算法初始化ListView表头 PRI = True Me.Caption = 进程调度模拟优先数法 P_Ready.ColumnHeaders.Clear P_Ready.ColumnHeaders.Add , , 名称, 560 P_Ready.ColumnHeaders.Add , , 使用时间片, 1100 P_Ready.ColumnHeaders.Add , , 需要时间片, 1100 P_Ready.ColumnHeaders.Add , , 优先级, 760 P_Ready.ColumnHeaders.Add , , 状态, 460 P_Finish.ColumnHeaders.Clear P_Finish.ColumnHeaders.Add , , 名称, 560 P_Finish.ColumnHeaders.Add , , 使用时间片, 1100 P_Finish.ColumnHeaders.Add , , 需要时间片, 1100 P_Finish.ColumnHeaders.Add , , 优先级, 760 P_Finish.ColumnHeaders.Add , , 状态, 460End SubPrivate Sub Option2_Click() 为轮转法初始化ListView表头 PRI = False Me.Caption = 进程调度模拟轮转法 P_Ready.ColumnHeaders.Clear P_Ready.ColumnHeaders.Add , , 名称, 560 P_Ready.ColumnHeaders.Add , , 使用时间片, 1100 P_Ready.ColumnHeaders.Add , , 需要时间片, 1100 P_Ready.ColumnHeaders.Add , , 时间片, 760 P_Ready.ColumnHeaders.Add , , 状态, 460 P_Finish.ColumnHeaders.Clear P_Finish.ColumnHeaders.Add , , 名称, 560 P_Finish.ColumnHeaders.Add , , 使用时间片, 1100 P_Finish.ColumnHeaders.Add , , 需要时间片, 1100 P_Finish.ColumnHeaders.Add , , 时间片, 760 P_Finish.ColumnHeaders.Add , , 状态, 460End SubPrivate Sub Simulation_Click() A = 1 B = 10 取得模拟进程数 N = CInt(Text2.Text) If N = 0 Then MsgBox 对不起！请输入模拟进程数。, vbInformation, SSTab1.Tab = 1 Text2.SetFocus Exit Sub End If 从新定义进程数组 ReDim Proc(N) ReDim Proc_T(N) ReDim Proc_B(N) 随机赋值 For i = 1 To N Proc(i).P_Name = 进程 + CStr(i) Proc(i).P_State = W Proc(i).P_CPU = 0 Proc(i).P_NCPU = Rnd * (B - A) + A 随机取 判断使用算法 If PRI Then 根据占用CPU的大小生成优先数 Proc(i).P_PRI = Int(36 - Proc(i).P_NCPU) / 3) Else 分配CPU单位 Proc(i).P_PRI = Get_R(Proc(i).P_NCPU, Proc(i).P_CPU) End If 备份数据 Proc_B(i) = Proc(i) Next i 如果是 优先数算法则 排序 否则直接添加到P_Ready中 If PRI Then P_Index Else P_Ready.ListItems.Clear For i = 1 To N Set mItem = P_Ready.ListItems.Add(, P + Proc(i).P_Name, Proc(i).P_Name) mItem.ListSubItems.Add Key:=A + Proc(i).P_Name, Text:=Trim(Proc(i).P_CPU) mItem.ListSubItems.Add Key:=B + Proc(i).P_Name, Text:=Trim(Proc(i).P_NCPU) mItem.ListSubItems.Add Key:=C + Proc(i).P_Name, Text:=Trim(Proc(i).P_PRI) mItem.ListSubItems.Add Key:=D + Proc(i).P_Name, Text:=Trim(Proc(i).P_State) Next i End IfEnd SubPrivate Sub Slider1_Change() 调节动画速度 调节Timer控件的间隔时间 Select Case Slider1.Value Case Is = 1 快 Timer1.Interval = 1 Timer2.Interval = 1 Timer3.Interval = 1 CPU_T.Interval = 1 Case Is = 2 中 Timer1.Interval = 55 Timer2.Interval = 55 Timer3.Interval = 55 CPU_T.Interval = 300 Case Is = 3 慢 Timer1.Interval = 100 Timer2.Interval = 100 Timer3.Interval = 100 CPU_T.Interval = 500 End SelectEnd SubPrivate Sub Start_Click() 取每CPU单位分配的时间片 TimeChip = CInt(Text3.Text) 判断TimeChip是否有效 If TimeChip = 0 Then MsgBox 对不起，请规定CPU每次分配的时间片。, vbInformation, SSTab1.Tab = 1 Text3.SetFocus Exit Sub End If 判断就绪队列中是否有进程 If P_Ready.ListItems.Count = 0 Then i = MsgBox(对不起，就绪队列中没有进程。要模拟进程吗？, vbInformation + vbYesNo, ) If i = vbYes Then Simulation.Value = 1 End If Exit Sub End If 清除完成队列 P_Finish.ListItems.Clear 屏蔽按钮 SSTab1.Enabled = False Simulation.Enabled = False Start.Enabled = False Stop_R.Enabled = True Pause_R = -1 清除计数器 Sum = 0 NSum = 0 开始运行 Start_PEnd SubPrivate Sub Stop_R_Click() 暂停系统 Pause_R=-1表示要暂停，否则表示恢复暂停 判断当前运行的Timer If Pause_R = -1 Then If Timer1.Enabled = True Then Timer1.Enabled = False Pause_R = 1 ElseIf Timer2.Enabled = True Then Timer2.Enabled = False Pause_R = 2 ElseIf Timer3.Enabled = True Then Timer3.Ena