操作系統(tǒng)實驗報告一.doc

合肥學院操作系統(tǒng)實驗報告 學號： 0913011018 姓名： 秦瑞金 系別: 管理系 專業(yè)： 09 信息管理 指導老師： 琚耀 實驗成績： 操作系統(tǒng)實驗題一：設計一若干并發(fā)進程的進程調度程序一、 實驗目的在多道程序和多任務系統(tǒng)中，系統(tǒng)內同時處于就緒狀態(tài)的進程可能有若干個。也就是說能運行的進程數大于處理機個數。為了使系統(tǒng)中的進程能有條不紊地工作，必須選用某種調度策略，選擇某一進程占用處理機。二、 實驗要求用高級語言編寫和調試一個進程調度程序，以加深對進程的概念及進程調度算法的理解 三、 實驗內容進程調度算法：采用最高優(yōu)先數優(yōu)先的調度算法（即把處理機分配給優(yōu)先數最高的進程）和先來先服務算法。 每個進程有一個進程控制塊（ PCB）表示。進程控制塊可以包含如下信息：進程名、優(yōu)先數、到達時間、需要運行時間、已用CPU時間、進程狀態(tài)等等。 進程的優(yōu)先數及需要的運行時間可以事先人為地指定（也可以由隨機數產生）。進程的到達時間為進程輸入的時間。 進程的運行時間以時間片為單位進行計算。 每個進程的狀態(tài)可以是就緒 W（Wait）、運行R（Run）、或完成F（Finish）三種狀態(tài)之一。 就緒進程獲得 CPU后都只能運行一個時間片。用已占用CPU時間加1來表示。 如果運行一個時間片后，進程的已占用 CPU時間已達到所需要的運行時間，則撤消該進程，如果運行一個時間片后進程的已占用CPU時間還未達所需要的運行時間，也就是進程還需要繼續(xù)運行，此時應將進程的優(yōu)先數減1（即降低一級），然后把它插入就緒隊列等待CPU。 每進行一次調度程序都打印一次運行進程、就緒隊列、以及各個進程的 PCB，以便進行檢查。 重復以上過程，直到所要進程都完成為止。四、 實驗算法流程優(yōu)先數調度算法用于進程調度時，系統(tǒng)把處理機分配給就緒隊列中優(yōu)先數最大的進程，系統(tǒng)一旦把處理機分配給就緒隊列中優(yōu)先數最大的進程后，該進程便一直執(zhí)行下去直至完成，若因發(fā)生某事件使該進程放棄處理機時，系統(tǒng)方可再將處理機重新分配給另一優(yōu)先數最大的進程。在輪轉調度算法中，系統(tǒng)將所有的就緒進程按先來先服務的原則排成一個隊列，每次調度時，把CPU分配給隊首進程，并令其執(zhí)行一個時間片。當執(zhí)行的時間片用完時，又一個計時器發(fā)出時鐘中斷請求，調度程序便據此信號來停止該進程的執(zhí)行，并將它送往就緒隊列的末尾，然后，再把處理機分配給就緒隊列中新的隊首進程，同時也讓它執(zhí)行一個時間片。五、 實驗程序清單 Private Type PCB P_Name As String 進程名稱 P_CPU As Integer 已使用的時間片數 P_NCPU As Integer 需要的時間片數 P_PRI As Integer 優(yōu)先數(優(yōu)先數法)或分配的CPU單位(輪轉法) P_State As String 進程狀態(tài)End TypePrivate Const VV_LEFT = 200Private Const KK_LEFT = 7200定義全局變量Dim mItem As ListItem 定義ListItem對象，用于把數據插入ListView控件Dim PRI As Boolean 判斷是否采用優(yōu)先數法(PRI=True)Dim P_Run As PCB 存放當前運行的進程控制塊中的數據Dim Proc() As PCB 存放模擬的進程Dim Proc_B() As PCB 備份模擬的進程Dim N, i As Integer N存放模擬的進程數Dim TimeChip As Integer 每個CPU單位分配的時間片Dim Sum As Integer 存放總調度次數Dim NSum As Integer 存放總時間片數Dim A, B As Integer 存放隨機數Dim Pause_R As Integer 存放被暫停的TimerPrivate Function Get_R(ByVal NCPU As Integer, ByVal CPU As Integer) As Integer 計算分配的CPU單位(輪轉發(fā)) Get_R = Int(NCPU - CPU) / 3) + 1End FunctionPrivate Sub P_Index() 對進程按優(yōu)先數進行排序，并加入到P_Ready(ListView控件)中 Dim T As PCB 用于在排序過程中臨時存放數據 用 冒泡排序法按 優(yōu)先級 降序 進行排序 For i = 1 To N For j = 1 To N - 1 If Proc(i).P_PRI = Proc(j).P_PRI Then 交換數據 T = Proc(i) Proc(i) = Proc(j) Proc(j) = T End If Next j Next i 清除就緒隊列 P_Ready.ListItems.Clear 向就緒隊列中插入進程 For i = 1 To N If Proc(i).P_State F Then 初始化mItem對象，并向P_Ready(ListView控件)中添加數據 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() 開始 Picture1.Visible = True 取得就緒站頂的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) 初始化完成度進度條 PB2.Max = P_Run.P_NCPU PB2.Value = P_Run.P_CPU Label11.Caption = CStr(P_Run.P_PRI) 把PCB從P_Ready中移除 P_Ready.ListItems.Remove (1) 初始化移動Bar(TextBox控件)的位置 Text4.Visible = True 判斷是否為輪轉法 If Not (PRI) Then 根據CPU單位計算時間片數 TimeChip = CInt(Text3.Text) TimeChip = TimeChip * P_Run.P_PRI End If Label6.Caption = CStr(TimeChip) 初始化時間片進度條 PB1.Max = TimeChip PB1.Value = TimeChip 開始移動控件 Timer1.Enabled = TrueEnd SubPrivate Sub P_End() 完成和結束處理 P_Run.P_State = F 置完成的PCB(用于判斷是否向P_Ready中添加)狀態(tài) 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 把該進程加入到P_Finish(ListView控件)完成隊列中 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) 判斷是否結束 If P_Ready.ListItems.Count 0 Then Start_P Else 如果結束 Text4.Text = If Comp_P = -1 Then Else If Comp_P = 1 Then 如果是比較模式的第一次運行 改變標志，表示已經運行過一次 Comp_P = Comp_P - 1 判斷運行過的算法，設置未運行的算法為當前算法 If PRI Then Option2.Value = True Else Option1.Value = True End If 清除就緒隊列 P_Ready.ListItems.Clear 利用備份數據重新初始化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) 把新數據加入到就緒隊列中 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 重新開始運行 Start.Value = True Text4.Text = Exit Sub Else 運行全部結束 設置標志位 Comp_P = Comp_P - 1 End If End If 恢復按鍵功能 SSTab1.Enabled = True Simulation.Enabled = True Start.Enabled = True Stop_R.Enabled = False End IfEnd SubPrivate Sub P_Back() 返回就緒隊列 Dim Find_Pos As Boolean 判斷算法 If PRI Then 如果是優(yōu)先數法 優(yōu)先數減一 P_Run.P_PRI = P_Run.P_PRI - 1 把運行的PCB數據放回數組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 如果是輪轉法 重新計算分配的CPU單位 P_Run.P_PRI = Get_R(P_Run.P_NCPU, P_Run.P_CPU) 放入就緒隊列的隊尾 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 置標志位 Comp_P = 1 Start.Value = True Else MsgBox 請先模擬進程！, vbInformation, End IfEnd SubPrivate Sub CPU_T_Timer() 控制時間片 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() 結束整個程序 EndEnd SubPrivate Sub Option1_Click() 為優(yōu)先數算法初始化ListView表頭 PRI = True Me.Caption = 進程調度模擬優(yōu)先數法 P_Ready.ColumnHeaders.Clear P_Ready.ColumnHeaders.Add , , 名稱, 560 P_Ready.ColumnHeaders.Add , , 使用時間片, 1100 P_Ready.ColumnHeaders.Add , , 需要時間片, 1100 P_Ready.ColumnHeaders.Add , , 優(yōu)先級, 760 P_Ready.ColumnHeaders.Add , , 狀態(tài), 460 P_Finish.ColumnHeaders.Clear P_Finish.ColumnHeaders.Add , , 名稱, 560 P_Finish.ColumnHeaders.Add , , 使用時間片, 1100 P_Finish.ColumnHeaders.Add , , 需要時間片, 1100 P_Finish.ColumnHeaders.Add , , 優(yōu)先級, 760 P_Finish.ColumnHeaders.Add , , 狀態(tài), 460End SubPrivate Sub Option2_Click() 為輪轉法初始化ListView表頭 PRI = False Me.Caption = 進程調度模擬輪轉法 P_Ready.ColumnHeaders.Clear P_Ready.ColumnHeaders.Add , , 名稱, 560 P_Ready.ColumnHeaders.Add , , 使用時間片, 1100 P_Ready.ColumnHeaders.Add , , 需要時間片, 1100 P_Ready.ColumnHeaders.Add , , 時間片, 760 P_Ready.ColumnHeaders.Add , , 狀態(tài), 460 P_Finish.ColumnHeaders.Clear P_Finish.ColumnHeaders.Add , , 名稱, 560 P_Finish.ColumnHeaders.Add , , 使用時間片, 1100 P_Finish.ColumnHeaders.Add , , 需要時間片, 1100 P_Finish.ColumnHeaders.Add , , 時間片, 760 P_Finish.ColumnHeaders.Add , , 狀態(tài), 460End SubPrivate Sub Simulation_Click() A = 1 B = 10 取得模擬進程數 N = CInt(Text2.Text) If N = 0 Then MsgBox 對不起！請輸入模擬進程數。, vbInformation, SSTab1.Tab = 1 Text2.SetFocus Exit Sub End If 從新定義進程數組 ReDim Proc(N) ReDim Proc_T(N) ReDim Proc_B(N) 隨機賦值 For i = 1 To N Proc(i).P_Name = 進程 + CStr(i) Proc(i).P_State = W Proc(i).P_CPU = 0 Proc(i).P_NCPU = Rnd * (B - A) + A 隨機取 判斷使用算法 If PRI Then 根據占用CPU的大小生成優(yōu)先數 Proc(i).P_PRI = Int(36 - Proc(i).P_NCPU) / 3) Else 分配CPU單位 Proc(i).P_PRI = Get_R(Proc(i).P_NCPU, Proc(i).P_CPU) End If 備份數據 Proc_B(i) = Proc(i) Next i 如果是 優(yōu)先數算法則 排序 否則直接添加到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() 調節(jié)動畫速度 調節(jié)Timer控件的間隔時間 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單位分配的時間片 TimeChip = CInt(Text3.Text) 判斷TimeChip是否有效 If TimeChip = 0 Then MsgBox 對不起，請規(guī)定CPU每次分配的時間片。, vbInformation, SSTab1.Tab = 1 Text3.SetFocus Exit Sub End If 判斷就緒隊列中是否有進程 If P_Ready.ListItems.Count = 0 Then i = MsgBox(對不起，就緒隊列中沒有進程。要模擬進程嗎？, vbInformation + vbYesNo, ) If i = vbYes Then Simulation.Value = 1 End If Exit Sub End If 清除完成隊列 P_Finish.ListItems.Clear 屏蔽按鈕 SSTab1.Enabled = False Simulation.Enabled = False Start.Enabled = False Stop_R.Enabled = True Pause_R = -1 清除計數器 Sum = 0 NSum = 0 開始運行 Start_PEnd SubPrivate Sub Stop_R_Click() 暫停系統(tǒng) Pause_R=-1表示要暫停，否則表示恢復暫停 判斷當前運行的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.En