进程调度――操作系统课程设计报告

黄进王博君（进程调度）1课程设计指导教师评定成绩表姓名：黄进学号：20085670项目分值优秀(100x≥90)良好(90x≥80)中等(80x≥70)及格(70x≥60)不及格(x60)评分参考标准参考标准参考标准参考标准参考标准学习态度15学习态度认真，科学作风严谨，严格保证设计时间并按任务书中规定的进度开展各项工作学习态度比较认真，科学作风良好，能按期圆满完成任务书规定的任务学习态度尚好，遵守组织纪律，基本保证设计时间，按期完成各项工作学习态度尚可，能遵守组织纪律，能按期完成任务学习马虎，纪律涣散，工作作风不严谨,不能保证设计时间和进度技术水平与实际能力25设计合理、理论分析与计算正确，实验数据准确，有很强的实际动手能力、经济分析能力和计算机应用能力，文献查阅能力强、引用合理、调查调研非常合理、可信设计合理、理论分析与计算正确，实验数据比较准确，有较强的实际动手能力、经济分析能力和计算机应用能力，文献引用、调查调研比较合理、可信设计合理，理论分析与计算基本正确，实验数据比较准确，有一定的实际动手能力，主要文献引用、调查调研比较可信设计基本合理，理论分析与计算无大错，实验数据无大错设计不合理，理论分析与计算有原则错误，实验数据不可靠，实际动手能力差，文献引用、调查调研有较大的问题创新10有重大改进或独特见解，有一定实用价值有较大改进或新颖的见解，实用性尚可有一定改进或新的见解有一定见解观念陈旧论文(计算书、图纸)撰写质量50结构严谨，逻辑性强，层次清晰，语言准确，文字流畅，完全符合规范化要求，书写工整或用计算机打印成文；图纸非常工整、清晰结构合理，符合逻辑，文章层次分明，语言准确，文字流畅，符合规范化要求，书写工整或用计算机打印成文；图纸工整、清晰结构合理，层次较为分明，文理通顺，基本达到规范化要求，书写比较工整；图纸比较工整、清晰结构基本合理，逻辑基本清楚，文字尚通顺，勉强达到规范化要求；图纸比较工整内容空泛，结构混乱，文字表达不清，错别字较多，达不到规范化要求；图纸不工整或不清晰指导教师评定成绩：指导教师签名：杨瑞龙2011年1月7日黄进王博君（进程调度）2课程设计指导教师评定成绩表姓名：王博君学号：20085680项目分值优秀(100x≥90)良好(90x≥80)中等(80x≥70)及格(70x≥60)不及格(x60)评分参考标准参考标准参考标准参考标准参考标准学习态度15学习态度认真，科学作风严谨，严格保证设计时间并按任务书中规定的进度开展各项工作学习态度比较认真，科学作风良好，能按期圆满完成任务书规定的任务学习态度尚好，遵守组织纪律，基本保证设计时间，按期完成各项工作学习态度尚可，能遵守组织纪律，能按期完成任务学习马虎，纪律涣散，工作作风不严谨,不能保证设计时间和进度技术水平与实际能力25设计合理、理论分析与计算正确，实验数据准确，有很强的实际动手能力、经济分析能力和计算机应用能力，文献查阅能力强、引用合理、调查调研非常合理、可信设计合理、理论分析与计算正确，实验数据比较准确，有较强的实际动手能力、经济分析能力和计算机应用能力，文献引用、调查调研比较合理、可信设计合理，理论分析与计算基本正确，实验数据比较准确，有一定的实际动手能力，主要文献引用、调查调研比较可信设计基本合理，理论分析与计算无大错，实验数据无大错设计不合理，理论分析与计算有原则错误，实验数据不可靠，实际动手能力差，文献引用、调查调研有较大的问题创新10有重大改进或独特见解，有一定实用价值有较大改进或新颖的见解，实用性尚可有一定改进或新的见解有一定见解观念陈旧论文(计算书、图纸)撰写质量50结构严谨，逻辑性强，层次清晰，语言准确，文字流畅，完全符合规范化要求，书写工整或用计算机打印成文；图纸非常工整、清晰结构合理，符合逻辑，文章层次分明，语言准确，文字流畅，符合规范化要求，书写工整或用计算机打印成文；图纸工整、清晰结构合理，层次较为分明，文理通顺，基本达到规范化要求，书写比较工整；图纸比较工整、清晰结构基本合理，逻辑基本清楚，文字尚通顺，勉强达到规范化要求；图纸比较工整内容空泛，结构混乱，文字表达不清，错别字较多，达不到规范化要求；图纸不工整或不清晰指导教师评定成绩：指导教师签名：杨瑞龙2011年1月7日黄进王博君（进程调度）3重庆大学本科学生课程设计任务书课程设计题目操作系统进程调度子系统的设计与实现学院计算机学院专业网络工程年级2008已知参数和设计要求：设计要求：通过编程实现操作系统进程调度子系统的基本功能，其中，必须实现的调度算法有：先来先服务、时间片轮转、多级反馈轮转法、优先级等，在程序设计过程中，要求要有良好清晰的界面来观测进程调度的执行过程，在每个调度算法展示时，可以看到所有有关的队列结构和其中的内容，如就绪队列、阻塞队列等结构的动态变化的过程。需要的环境：主要开发平台基于windows平台。使用Java、C、C++作为主要编码工具（其它开发工具也可选）。学生应完成的工作：（1）完成课程设计的编码和测试。（编码需要实现所提要求的基本功能）（2）上交课程设计报告（按照标准格式书写）课程设计的任务分配：黄进：实现时间片轮转，多级反馈轮转，程序的可视化，程序调试，写报告王博君：实现先来先服务，优先级算法(抢占式，非抢占式)，程序的调试和检查，写报告目前资料收集情况（含指定参考资料）：[1]计算机操作系统教程张尧学，史美林编著清华大学出版社2006第3版[2]Windows操作系统原理（重点大学计算机教材）尤晋元、史美林、陈向群等人编著清华大学出版社2001年8月第1版[3]计算机操作系统实验指导，郁红英，李春强，清华大学出版色，2008年9月第一版课程设计的工作计划：序号课程设计工作进度起止日期1课程设计任务书下发2010.12.62文献查阅和资料准备2010.12.6-2010.12.203课程设计编码的设计2011.1.5-2011.1.64编码测试和设计验收2011.1.7任务下达日期2010年12月6日完成日期2011年1月7日指导教师杨瑞龙（签名）学生黄进，王博君（签名）黄进王博君（进程调度）4正文目录摘要及关键词............................................51设计目的及内容........................................62设计方案..............................................63程序功能模块设计......................................64程序总控流程图........................................85数据结构设计..........................................86程序主要代码及解析.........................107测试数据及测试结果...................................147.1主程序界面......................................147.2进程生成后界面..................................157.3开始模拟进程....................................158设计过程中遇到的问题及解决方法.......................179设计总结.............................................1710参考文献............................................18黄进王博君（进程调度）5摘要现代计算机系统中，进程是资源分配和独立运行的基本单位，是操作系统的核心概念。因而，进程就成为理解操作系统如何实现系统管理的最基本，也是最重要的概念。进程调度是进程管理过程的主要组成部分，是必然要发生的事件。在现代操作系统中，进程的并发机制在绝大多数时候，会产生不断变化的进程就绪队列和阻塞队列。处于执行态的进程无论是正常或非正常终止、或转换为阻塞状态，都会引发从就绪队列中，由进程调度选择一个进程进占CPU。进程调度的核心是进程调度算法．在本课程设计中，用良好清晰的界面向用户展示了进程调度中的先来先服务算法，优先级(抢占式与非抢占式)，时间片轮转法和多级反馈轮转法。在最终实现的成果中，用户可指定需要模拟的进程数，CPU时间片和进程的最大执行时间，并且选择需要演示的算法，界面将会动态的显示进程调度过程及各个队列的变化。同时，为了更加清晰直观的演示各个算法及各关键变量的变化，我们时时更新时间片，算法名称，当前进程信息，全局计时器以及进度条等。通过此进程调度模拟系统，用户可以对上述的四种算法有进一步以及直观的了解。关键词：进程调度先来先服务优先级法时间片轮转多级反馈轮转黄进王博君（进程调度）6一.设计目的及内容1.1设计目的课程设计是学习完“操作系统原理”课程后进行的一次全面的综合训练，通过课程设计，更好地掌握操作系统的原理及实现方法，加深对操作系统基础理论和重要算法的理解，掌握进程调度的原理和方法，加强学生的动手能力。1.2设计内容通过编程实现操作系统进程调度子系统的基本功能，其中，必须实现的调度算法有：先来先服务、时间片轮转、多级反馈轮转法、优先级等，在程序设计过程中，要求要有良好清晰的界面来观测进程调度的执行过程，在每个调度算法展示时，可以看到所有有关的队列结构和其中的内容，如就绪队列、阻塞队列等结构的动态变化的过程。二.设计方案本次课程设计主要开发平台基于windows，我们使用C++并选择VS2010作为开发工具实现进程调度模拟的可视化，以本学期的四次实验作为可视化编程基础，深入学习VS2010的各种控件，使界面更加完善，实现先来先服务、时间片轮转、多级反馈轮转法、优先级(抢占式与非抢占式)这5个算法的可视化模拟调度，并在应用程序的结果分析中统计出5个算法的模拟时间，以比较各个算法的执行效率。三．程序功能模块设计图形界面：采用visualstudio2010软件，实现的界面如下：图1开始界面黄进王博君（进程调度）7应用程序共有四个主菜单：参数设置，调度算法，结果分析，使用说明。·参数设置：点击弹出供用户设置模拟参数的新窗口图2参数设置界面·调度算法先来先服务：在就绪进程的队列中，从第一个开始执行下去，且进程开始执行后会一直执行完毕。时间片轮转法：当正在执行的进程一个时间片用完后，按照先来先服务的原则在就绪进程队列中选取进程执行，正在执行的进程进入队尾。多级反馈轮转：设置多个轮转队列，当一个进程在该队列时间片用完后，跳到下一个队列，继续执行。每个队列的时间片可以不同。优先级算法：非抢占式：在就绪进程队列中选取优先级最高的执行，相同优先级按照先来先服务原则进行选取，进程开始后不可被抢占。抢占式：在就绪进程队列中选取优先级最高的执行，相同优先级按照先来先服务原则进行选取，进程开始后可被抢占。黄进王博君（进程调度）8·结果分析根据每个算法的运行情况，统计结果，进行比较分析，便于分析调度算法的效率。四．程序总控流程图五．数据结构设计5.1进程信息的数据结构classprocessY先来先服务时间片轮转多级反馈轮转优先级(抢占、非抢占)是否继续模拟结束启定时器执行选中的算法模拟是否结束写入信息统计设置参数开始选择算法YNN黄进王博君（进程调度）9{protected:intname;//进程名，标识进程的IDintspendtime;//进程已经执行的时间intcosttime;//进程占用时间片的时间intneedtime;//进程需要的总时间intstarttime;//进程进入的时间intpriority;//进程的优先级};5.2各个队列的数据结构classmyqueue{protected:queueprocessqp;//放进程的容器intdotime;