操作系统实验报告

实验二进程调度1．目的和要求通过这次实验，理解进程调度的过程，进一步掌握进程状态的转变、进程调度的策略，进一步体会多道程序并发执行的特点，并分析具体的调度算法的特点，掌握对系统性能的评价方法。2．实验内容阅读教材《计算机操作系统》第二章和第三章，掌握进程管理及调度相关概念和原理。编写程序模拟实现进程的轮转法调度过程，模拟程序只对PCB进行相应的调度模拟操作，不需要实际程序。假设初始状态为：有n个进程处于就绪状态，有m个进程处于阻塞状态。采用轮转法进程调度算法进行调度(调度过程中，假设处于执行状态的进程不会阻塞)，且每过t个时间片系统释放资源，唤醒处于阻塞队列队首的进程。程序要求如下：1）输出系统中进程的调度次序；2）计算CPU利用率。3．实验环境Windows操作系统、VC++6.0C语言4设计思想：（1）程序中进程可用PCB表示，其类型描述如下：structPCB_type{intpid;//进程名intstate;//进程状态2——表示“执行”状态1——表示“就绪”状态0——表示“阻塞”状态intcpu_time;//运行需要的CPU时间（需运行的时间片个数）}用PCB来模拟进程；（2）设置两个队列，将处于“就绪”状态的进程PCB挂在队列ready中；将处于“阻塞”状态的进程PCB挂在队列blocked中。队列类型描述如下：structQueueNode{structPCB_typePCB;StructQueueNode*next;}并设全程量：structQueueNode*ready_head=NULL,//ready队列队首指针*ready_tail=NULL,//ready队列队尾指针*blocked_head=NULL,//blocked队列队首指针*blocked_tail=NULL;//blocked队列队尾指针（3）设计子程序：start_state();读入假设的数据，设置系统初始状态，即初始化就绪队列和阻塞队列。dispath();模拟调度，当就绪队列的队首进程运行一个时间片后，放到就绪队列末尾，每次都是队首进程进行调度，一个进程运行结束就从就绪队列中删除，当到t个时间片后，唤醒阻塞队列队首进程。calculate();就绪进程运行一次，usecpu加1，当就绪队列为空时unusecpu加1，CPU利用率为use_cpu/(use_cpu+unuse_cpu)。5源代码：#includestdio.h#includestdlib.hstructPCB_type{intpid;//进程名intstate;//进程状态//2--表示执行状态//1--表示就绪状态//0--表示阻塞状态intcpu_time;//运行需要的CPU时间（需运行的时间片个数）};structQueueNode{structPCB_typePCB;structQueueNode*next;};structQueueNode*ready_head=NULL,//ready队列队首指针*ready_tail=NULL,//ready队列队尾指针*block_head=NULL,//blocked队列队首指针*block_tail=NULL;//blocked队列队尾指针intuse_cpu,unuse_cpu;voidstart_state()//读入假设的数据，设置系统初始状态{intn,m;inti;structQueueNode*p,*q;printf(输入就绪节点个数n:);scanf(%d,&n);printf(输入阻塞节点个数m:);scanf(%d,&m);p=(structQueueNode*)malloc(sizeof(structQueueNode));p-next=NULL;ready_head=ready_tail=p;for(i=0;in;i++){p=(structQueueNode*)malloc(sizeof(structQueueNode));p-next=NULL;p-PCB.state=1;printf(输入就绪进程%d的pid和cpu_time:,i+1);scanf(%d%d,&p-PCB.pid,&p-PCB.cpu_time);ready_tail-next=p;ready_tail=p;}q=(structQueueNode*)malloc(sizeof(structQueueNode));q-next=NULL;block_head=block_tail=q;for(i=0;im;i++){q=(structQueueNode*)malloc(sizeof(structQueueNode));q-next=NULL;q-PCB.state=0;printf(输入阻塞进程%d的pid和cpu_time:,i+1);scanf(%d%d,&q-PCB.pid,&q-PCB.cpu_time);block_tail-next=q;block_tail=q;}printf(\n处于就绪状态的进程有:\n);p=ready_head-next;i=1;while(p){printf(“进程%d的pid和state和cpu_time:%5d%5d%5d\n,i,p-PCB.pid,p-PCB.state,p-PCB.cpu_time);p=p-next;i++;}}voiddispath()//模拟调度{intx=0,t;use_cpu=0;unuse_cpu=0;printf(输入t:);scanf(%d,&t);printf(开始调度\n);while(ready_head!=ready_tail||block_head!=block_tail){structQueueNode*p,*q;if(ready_head!=ready_tail){p=ready_head-next;ready_head-next=p-next;p-next=NULL;if(ready_head-next==NULL){ready_tail=ready_head;}p-PCB.state=2;printf(进程%d调度\t,p-PCB.pid);use_cpu++;x++;p-PCB.cpu_time--;if(p-PCB.cpu_time){ready_tail-next=p;ready_tail=p;}else{printf(进程%d完成\t,p-PCB.pid);free(p);}}else{unuse_cpu++;x++;printf(空闲一个时间片\t);}if(x==t&&block_head!=block_tail){q=block_head-next;block_head-next=q-next;q-next=NULL;if(block_head-next==NULL){block_tail=block_head;}ready_tail-next=q;ready_tail=q;x=0;}}}voidcalculate()//计算CPU利用率{printf(\ncpu的利用率%.2f\n,(float)use_cpu/(use_cpu+unuse_cpu));}voidmain(){start_state();dispath();calculate();}6运行结果：7实验总结：实验帮我复习了数据结构和C语言，且巩固课本知识，知道了如何定义结构体，如何在链接队列中增删节点。模拟进程调度帮我们巩固了进程三状态之间的变迁。懂得调式的重要性。总之，我们明白了理论联系实际。多看书，多上机。实验三可变分区存储管理1．目的和要求通过这次实验，加深对内存管理的认识，进一步掌握内存的分配、回收算法的思想。2．实验内容阅读教材《计算机操作系统》第四章，掌握存储器管理相关概念和原理。编写程序模拟实现内存的动态分区法存储管理。内存空闲区使用自由链管理，采用最坏适应算法从自由链中寻找空闲区进行分配，内存回收时假定不做与相邻空闲区的合并。假定系统的内存共640K，初始状态为操作系统本身占用64K。在t1时间之后，有作业A、B、C、D分别请求8K、16K、64K、124K的内存空间；在t2时间之后，作业C完成；在t3时间之后，作业E请求50K的内存空间；在t4时间之后，作业D完成。要求编程序分别输出t1、t2、t3、t4时刻内存的空闲区的状态。3．实验环境Windows操作系统、VC++6.0C语言4.设计思想模拟内存分配和回收，要设置两个链队列，一个空闲区链和一个占用区链，空闲区链节点有起始地址，大小和指向下一节点的指针等数据域，占用区链节点有起始地址，大小，作业名和指向下一节点的指针等数据域，本实验用最坏适应算法，每次作业申请内存都是从空闲链队头节点分配，如果相等，就删除空闲头结点，如果小于申请的，就不分配，否则就划分内存给作业，剩下的内存大小，重新插入空闲链队，按从大到小，接着把作业占用的内存放到占用区链节点的末尾。每次作业运行完，就要回收其占用的内存大小，把作业节点按从大到小插入到空闲链队中。5.源代码：#includestdio.h#includestdlib.hstructfreelinkNode{intlen;intaddress;structfreelinkNode*next;};structbusylinkNode{charname;intlen;intaddress;structbusylinkNode*next;};structfreelinkNode*free_head=NULL;//自由链队列（带头结点）队首指针structbusylinkNode*busy_head=NULL;//占用区队列队（带头结点）首指针structbusylinkNode*busy_tail=NULL;//占用区队列队尾指针voidstart(void)/*设置系统初始状态*/{structfreelinkNode*p;structbusylinkNode*q;free_head=(structfreelinkNode*)malloc(sizeof(structfreelinkNode));free_head-next=NULL;//创建自由链头结点busy_head=busy_tail=(structbusylinkNode*)malloc(sizeof(structbusylinkNode));busy_head-next=NULL;//创建占用链头结点p=(structfreelinkNode*)malloc(sizeof(structfreelinkNode));p-address=64;p-len=640-64;//OS占用了64Kp-next=NULL;free_head-next=p;q=(structbusylinkNode*)malloc(sizeof(structbusylinkNode));q-name='S';/*S表示操作系统占用*/q-len=64;q-address=0;q-next=NULL;busy_head-next=q;busy_tail=q;}voidrequireMemo(charname,intrequire)/*模拟内存分配*/{freelinkNode*w,*u,*v;busylinkNode*p;if(free_head-next-len=require){p=(structbusylinkNode*)malloc(sizeof(structbusylinkNode));p-name=name;p-address=free_head-next-address;p-len=require;p-next=NULL;busy_tail-next=p;busy_tail=p;}elseprintf(Can'tallocate);w=free_h