操作系统实验进程调度报告.doc

实验一 进程调度小组成员：侯 飞 080806110024王卫党 080806110018陈 德 080806110021杨民岱 080806110026一、 实习内容1、 模拟多批道处理多操作系统的进程调度；2、 模拟实现同步机构避免并发进程执行时可能与时间相关的错误。二、 实习目的在采用多道程序设计的系统中，往往有若干个进程同时处于就绪状态。当就绪进程个数大于处理器数时，就必须依照某种策略来决定哪些进程优先占用处理器。本实习模拟在单处理器情况下的处理器调度，帮助学生加深了解处理器调度的工作。模拟系统，对进程调度、进程运行状态及PV操作原理加深理解和掌握。三、 实习题目采用剥夺式优先算法，对3个进程进行模拟调度。模拟PV操作同步机构，用PV操作解决进程进入临界区的问题。【设计思想】（1）对三个进程进行模拟调度时，对各进程的静态数进行设置，设进程P1、P2、P3的优先级数分别为1,、2、3，优先级数越大，表示优先级越低。每个进程都处于执行态“e”、就绪态“r”和等待态“w”三种状态之一，并假定初始状态为“r”。（2）每一个进程都用一个PCB表来表示，PCB表的具体内容根据具体情况来定。本进程调度模拟中，为每个PCB表定义四项内容：进程块号id、进程所处状态status、优先级数priority以及等待原因waiter1。系统在运行时，能够显示和打印各进程和系统参数的变化情况，以便于观察各进程的调度。（3）完成必要的初始化操作后便进入进程调度程序，首先由进程P1进入执行，当进程因等待某个事件被阻塞或唤醒某个等待进程时，转进程调度模块。（4）进程进入临界区前后，调用PV操作。（5）如果唤醒的进程的优先级高于正在执行进程的优先级，则剥夺现行进程的执行权。（6）当三进程都处于等待状态时，则退出本模拟系统。四、进程模块示例1数据结构struct int id;int waiter1;int priority;char status;pcb5;2信号量struct int value; /互斥信号量，临界区数，初值为1int waiter2; /同步信号量，初值为0sem3;3现场保护栈char stack115;/每个进程都有一个大小为10个字的现场保护栈，用来保护中断时的断点地址等信息。4全局变量int i;/用来模拟一个程序计数器char addr;/用来模拟通用寄存器int m1,m2;/为系统设置公用数据，被四个进程共享使用。五、 程序运行框图及运行结果六、 程序说明本程序采用java语言编写，模拟3个进程的运行情况，进程在运行过程中要调用P操作申请信号量，如果该进程得到其申请的信号量，就继续运行，否则该进程被阻塞，并将进程置为所申请信号量的等待者，如果已有其它进程在等待同一信号量，则将该进程排在所有等待进程之后。进程在运行过程中，除了调用P操作申请信号量之外，还要调用V操作释放信号量。V操作释放信号量之后，将唤醒被阻塞的进程。程序运行过程中，进程1通过P操作申请信号量1，进程2通过P操作申请信号量2，进程1消耗的信号量由进程2通过V操作产生，进程2消耗的信号量由进程3产生，进程3既消耗信号量3，释放信号量2，i控制进程三的运行次数，当i的值大于设定的值时，进程是调用对它自己调用p操作，阻塞它本身，程序结束。三个进程的运行通过进程调度模块统一安排。调度模块通过find（）函数找到第一个就绪进程，如果当前没有进程在执行，就直接运行此就绪进程。如果有进程在执行，则比较两者的优先数，然后运行优先权高者。程序一共有四个类，进程控制块类pcb.java，信号量类sem.java，测试框架类processtestframe.java,主程序测试类test.java。七、 心得： 通过小组内多次争论，探讨程序，终于将pv操作的机制弄明白，然后一起协同将三个进程程序调度弄好，在做程序界面的时候，我们借鉴了同学的经验和部分的代码，并向已经做出来的同学请教，同时改进自己的思维。在相互合作的过程中我们都认识到自己的经验不足。一开始以为涉及到操作系统的模拟编程的都是高不可攀的，然而在仔细阅读课本以及实验说明后，发现只要弄清楚了优先级数调度的实现原理后其实并不难，用优先队列就可以了。通过这个实验一来加深了对优先级数调度的理解，二来也加强了自己的编程实践能力！虽然我们做好了这次的任务，但是也凸显了很多的不足之处.需要锻炼.八、 源程序：PCB.javapublic class PCB private int id;private int waiter1;private int priority;private String status;public int getId() return id;public void setId(int id) this.id = id;public int getWaiter1() return waiter1;public void setWaiter1(int waiter1) this.waiter1 = waiter1;public int getPriority() return priority;public void setPriority(int priority) this.priority = priority;public String getStatus() return status;public void setStatus(String status) this.status = status;SEM.javapublic class SEM private int value; /互斥信号量，临界区数，初值为1private int waiter2; /同步信号量，初值为0public int getValue() return value;public void setValue(int value) this.value = value;public int getWaiter2() return waiter2;public void setWaiter2(int waiter2) this.waiter2 = waiter2;ProcessTestFrame.javapublic class ProcessTestFrame extends JFrame MyPanel panel = new MyPanel();ButtonPanel bp = new ButtonPanel();ShowPanel sp = new ShowPanel();JLabel label = new JLabel(操作系统实验之进程调度-模拟器);JTextArea area = new JTextArea();public ProcessTestFrame() /public static final int FRAME_WIDTH = 700;/public static final int FRAME_HEIGHT = 600;/public ProcessTestFrame() setSize(700, 600);setTitle(进程实验);area.setText(程序执行记录：);Font font = new Font(Serif, Font.ITALIC, 36);label.setFont(font);add(panel, BorderLayout.SOUTH);add(label, BorderLayout.NORTH);add(sp, BorderLayout.WEST);add(bp, BorderLayout.EAST);add(area, BorderLayout.CENTER);public String toString() return fdfdsfdsf ProcessTestFrame;class MyButton extends JButton public MyButton(String text) setText(text);/* * 进度条 * author Administrator * */class MyPanel extends JPanel JProgressBar jpb = new JProgressBar3;JLabel label1 = new JLabel(进程一进度：, SwingConstants.RIGHT);JLabel label2 = new JLabel(进程二进度：, SwingConstants.RIGHT);JLabel label3 = new JLabel(进程三进度：, SwingConstants.RIGHT);public MyPanel() setLayout(new GridLayout(3, 2);jpb0 = new JProgressBar();jpb1 = new JProgressBar();jpb2 = new JProgressBar();add(label1);add(jpb0);add(label2);add(jpb1);add(label3);add(jpb2);/* * 进度展示 * author Administrator * */class ButtonPanel extends JPanel JButton button1 = new JButton(开始);JButton button2 = new JButton(暂停);JLabel label1 = new JLabel(进程一状态：, SwingConstants.RIGHT);JLabel label2 = new JLabel(进程二状态：, SwingConstants.RIGHT);JLabel label3 = new JLabel(进程三状态：, SwingConstants.RIGHT);JTextArea area = new JTextArea3;public ButtonPanel() area0 = new JTextArea();area1 = new JTextArea();area2 = new JTextArea();setLayout(new GridLayout(4, 2);area0.setText(执行);area0.setBackground(Color.green);area1.setText(等待);area1.setBackground(Color.red);area2.setText(就绪);area2.setBackground(Color.yellow);add(button1);add(button2);add(label1);add(area0);add(label2);add(area1);add(label3);add(area2);/* * 进度状态颜色 * author Administrator * */class ShowPanel extends JPanel JLabel label1 = new JLabel(执行状态：, SwingConstants.RIGHT);JLabel label2 = new JLabel(等待状态：, SwingConstants.RIGHT);JLabel label3 = new JLabel(就绪状态：, SwingConstants.RIGHT);JTextArea area1 = new JTextArea();JTextArea area2 = new JTextArea();JTextArea area3 = new JTextArea();public ShowPanel() setLayout(new GridLayout(3, 2);area1.setBackground(Color.green);area2.setBackground(Color.red);area3.setBackground(Color.yellow);add(label1);add(area1);add(label2);add(area2);add(label3);add(area3);Test.javapublic class Test public ProcessTestFrame ptf =null;public PCB pcb = new PCB4;public SEM sem = new SEM3;public int m1; /m1,m2为三个进程共享使用的公用数据public int m2;public int i,ep; /ep表示处于执行状态进程的id，i为通用寄存器public char addr;public char stack = new char205;public String oldStr = null;public static void main(String args) Test test = new Test();test.ptf = new ProcessTestFrame();test.ptf.setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE);test.ptf.setVisible(true);test.init();String oldStr = test.ptf.area.getText();test.ptf.area.setText(oldStr + n + 系统程序开始执行);for (int i = 1; i 3; i+) test.ptf.panel.jpb0.setValue(i);test.ptf.panel.jpb1.setValue(i);test.ptf.panel.jpb2.setValue(i);for(;)try Thread.sleep(1000); catch (InterruptedException e) / TODO Auto-generated catch blocke.printStackTrace();if( test.find()!=0 ) test.w2();else break; oldStr = test.ptf.area.getText();test.ptf.area.setText(oldStr + n + 系统程序结束); public void init() int j,k; for (int i = 0; i pcb.length; i+) pcbi = new PCB(); pcb0.setStatus(w); pcb0.setPriority(4); /数字越大优先级越低for(j=1;j=pcb.length-1;j+) pcbj.setId(j);pcbj.setStatus(r);pcbj.setWaiter1(0);pcbj.setPriority(j);for(j=1;j=sem.length-1;j+) semj = new SEM();for(j=1;j=sem.length-1;j+)semj.setValue(1); semj.setWaiter2(0); i=0; ep=0; addr=0; m1=0; m2=0;for(j=1;j=10;j+) for(k=1;k=3;k+)stackjk=0;public int find() int j;for(j=1;j=this.pcb.length-1;j+)if(pcbj.getStatus().equals(r)return(j); /返回就绪状态的进程号return(0); /找不到就绪进程public int w2() int pd;pd=find(); /获取就绪状态的进程号if(pd=0) return(0);else if(ep=0)/ep=0，表示没有进程在执行pcbpd.setStatus(e);ep=pd; /把正在执行的进程号赋给epoldStr = this.ptf.area.getText() + n;this.ptf.area.setText(oldStr + 进程 + ep + 正在执行);else if(pcbpd.getPriority()4)oldStr = this.ptf.area.getText() + n;this.ptf.area.setText(oldStr + 进程3在信号量sem2上调用P操作);if(p(2,3,n)=0) return 0;else return n3();return n3();private int n3() m2=i;oldStr = this.ptf.area.getText() + n;this.ptf.area.setText(oldStr + 进程3在sem2信号量上调用V操作m=+m2); if(v(2,3,m)=0) return 0; else return m3(); private int m3() i+=1;if(a3()=0) return 0;else return a3();public int p(int se,int p,char ad) /p操作int w; /等待指示字单元semse.setValue(semse.getValue()-1);i