操作系统课程设计-2

本科生学年论文题目：操作系统课程设计—进程管理学部信息科学与工程学部学科门类理学专业信息与计算科学学号2011477023姓名赵立涛指导教师湛燕2014年6月20日装订线河北大学工商学院河北大学工商学院2011届本科生学年论文（设计）摘要进程管理中有就绪队列，阻塞队列，完成进程几大块，还有cpu运行的时间。同时进程运行时必须显示进程名，进程的指令，还有调用的时间片大小。进程管理主要包括进程调度，进程的创建和撤销、进程的阻塞和唤醒，中断作用的实现。进程调度在模拟系统中，采用时间片轮转调度算法，同时也添加了关于进程调度的其他方法，用控件去控制cpu运行的总时间，还有判断进程的阻塞与执行来调用时间片的大小让进程顺利的运行。用到timer控件来控制进程与cpu时间的运行。进程中的就绪队列，阻塞队列，完成进程，都用JTable控制且显示。关键词：操作系统；进程管理；进程调度目录一、引言...............................................11.1课程性质........................................1１.2课程设计目的...................................1１.3课程设计内容...................................1１.3小组人数.......................................1河北大学工商学院2011届本科生学年论文（设计）二、系统分析与设计....................................1２.１硬件工作的模拟..................................1２.1.1中央处理器的模拟...............................1２.1.2主要寄存器的模拟...............................2２.1.3中断的模拟.....................................2２.1.4时钟的模拟.....................................2２.2进程控制块......................................10２.3进程调度........................................142.4.1进程创建create................................152.4.2进程撤销destory...............................172.4.3进程阻塞block.................................182.4.4进程的唤醒....................................202.5屏幕显示要求....................................22三、总结和讨论.......................................24参考文献..........................................241一、引言1.1性质操作系统是计算机科学与技术专业的主要专业基础课和主干课。操作系统对计算机系统资源实施管理，是所有其他软件与计算机硬件的唯一接口，所有用户使用计算机时都要得到操作系统提供的服务。1.2课程设计目的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解1.3课程设计内容模拟采用多道程序设计方法的单用户操作系统，该操作系统包括进程管理、存储管理、设备管理、文件管理四部分。进程调度采用时间片轮转调度算法，进程管理主要包括进程调度，进程的创建和撤销、进程的阻塞和唤醒，中断作用的实现。1.4小组人数与编程语言本小组由4人组成，我负责进程管理模块。二、系统分析与设计2.1硬件工作的模拟2.1.1中央处理器的模拟用函数CPU()(该函数不能有参数)模拟中央处理器。河北大学工商学院2011届本科生学年论文（设计）2该函数主要负责解释“可执行文件”中的命令：x=?;、x++;、x--;、!??;、end.。CPU只能解释指令寄存器IR中的命令。一个进程运行时要根据进程执行的位置，将对应的指令存放到指令寄存器中。2.1.2主要寄存器的模拟用全局变量模拟重要寄存器，如CPU重要寄存器、程序状态寄存器PSW、指令寄存器IR、程序计数器PC、数据缓冲寄存器DR等。2.1.3中断的模拟中断的发现应该是硬件的工作，这里在函数CPU中加检测PSW的方式来模拟。在CPU（）函数中，每执行一条指令之前，先检查PSW，判断有无中断，若有，进行中断处理，然后在运行解释指令。CPU（）函数应该不断循环执行。模拟中断的种类和中断处理方式有如下几种：程序结束（执行命令end形式的中断，软中断）：将结果写入文件out，其中包括文件路径名和x的值，调用进程撤销原语撤销进程，然后进行进程调度。时间片到(当相对始终寄存器值减到0时)：将正在运行进程的CPU现场保存在进程控制块中，然后进行进程调度。I/O中断（设备完成输入/输出）：将输入/输出完成的进程唤醒，将等待该设备的一个进程同时唤醒。2.1.4时钟的模拟系统中的绝对时钟和相对时钟用全局变量模拟。系统时钟用来记录开机以后的时间，相对时钟用来存放进程可执行的时间片，在进程调度时设置初值，随系统时间的增值1而减值1，减到0，发出时钟中断。这里的系统时钟并不是计算机的真实时钟，这里所说的时间只是一个单位，河北大学工商学院2011届本科生学年论文（设计）3例如使用VB中的时钟控件实现，每触发一次timer事件，绝对时钟增1，表示时钟增1，表示增加一个时间单位，绝对时钟减1，表示时间片消耗一个。图2-1-4进程管理代码如下：#includestdio.h#includeiostream.h#includestdlib.h#definenum4开始初始化PCB，输入进程信息各进程按FCFS排成一个队列就绪队列为空？结束就绪队列首进程进入运行N时间片到，运行进程已占用CPU时间+1运行进程占用CPU时间已到所需时间进程完成撤销进程已到达把此进程送回就绪队列，把处理机分给对首的进程未到达河北大学工商学院2011届本科生学年论文（设计）4#includeconio.h#definegetpch(type)(type*)malloc(sizeof(type))#defineNULL0intm1;//共享变量intm2;//共享变量struct{intid;//进程标号intwaiter1;//指针，用于标识等待队列的下一个进程intpriority;//进程优先级charstatus;//进程状态}Pcb[5];struct{intvalue;//信号量的值intwaiter2;//指针，用于标识等待此信号量队列的第一个进程}sem[4];charstack[11][5];//现场保护堆栈inti;//cpu中的通用寄存器intep;//当前运行进程指针charaddr;//程序运行时的地址voidinit();//初始化intfind();//找出就绪进程intw2();//河北大学工商学院2011届本科生学年论文（设计）5intprocess1();//进程1intprocess2();//进程2intprocess3();//进程3intprocess4();//进程4intP(int,int,char);//P原语intV(int,int,char);//V原语//**************************************************structpcb{/*定义进程控制块PCB*/charname[10];charstate;//状态intsuper;//最先判别优先级intwaittime;//等待时间intxtime;intntime;intrtime;structpcb*link;}*ready=NULL,*p,*t=NULL;typedefstructpcbPCB;//*************************************voidinit()//初始化进程{intj,k;河北大学工商学院2011届本科生学年论文（设计）6Pcb[0].status='w';//进程状态设置为等待Pcb[0].priority=5;//进程的优先级别for(j=1;j=4;j++){Pcb[j].id=j;//进程编号Pcb[j].status='r';//进程状态设置为就绪Pcb[j].waiter1=0;//进程指针初始化为0Pcb[j].priority=j;//设置进程优先级}for(j=1;j=3;j++){sem[j].value=1;//信号量赋值为1sem[j].waiter2=0;//等待信号量队列的初始化}i=0;//CPU通用寄存器初始化ep=0;//addr='0';//程序运行地址m1=0;//共享变量初始化m2=0;//共享变量初始化\for(j=1;j=10;j++){for(k=1;k=4;k++)stack[j][k]='0';//现场保护堆栈初始化}}河北大学工商学院2011届本科生学年论文（设计）7intfind(){//查找初始化变量intj;for(j=1;j=4;j++)if(Pcb[j].status=='r')return(j);//如果pcb队列中有就绪进程，返回进程编号return(0);}intw2(){//进程调度程序intpd;pd=find();//找出就绪进程编号if(pd==0)return(0);//如果没有找到就绪进程，退出程序elseif(ep==0){//如果当前运行进程是否为0Pcb[pd].status='e';//直接将当前进程设置为运行状态ep=pd;//当前运行进程设置为pdprintf(进程%d正在执行\n,ep);}elseif(Pcb[pd].priorityPcb[ep].priority)//如果当前进程比待调入河北大学工商学院2011届本科生学年论文（设计）8进程优先级进行比较{//调入进程优先级别高Pcb[ep].status='r';//把CPU运行进程执行状态设置为就绪printf(读取进程%d\n,Pcb[pd].id);Pcb[pd].status='e';//将待调入进程执行状态设置为执行ep=pd;//将当前运行进程指针为待调入进程}printf(运行进程%d\n,ep);i=stack[1][ep];//恢复进程的通用寄存器中的值和运行地址。addr=stack[2][ep];switch(ep){//根据当前运行的进程选择运行case1:process1();break;case2:process2();break;case3:process3();break;case4:process4();break;default:printf(当前进程出现错误%d\n,ep);break;河北大学工商学院2011届本科生学年论文（设计）9}}intprocess1(){//进程1if(addr=='m')gotom;//如果当前运行地址是m，跳到m运行i=1;a:printf(进程1在信号量sem[1]上调用P操作\n);if(P(1,1,'m')==0)return(0);//进行p操作，m表示程序执行到melsegotom;m:printf(打印进程1...m1=%d\n,m1);//进程1的操作，打印，寄存器i＋5printf(打印进程1...i=%d\n,i);i+=5;gotoa;//跳回a执行}intprocess2(){//进程分为4部分if(addr=='m')gotom;if(addr=='n')goton;河北大学工商学院2011