操作系統(tǒng)實驗八

1、實驗八 SPOOLING技術(shù)實驗?zāi)康模篠POOLING假脫機輸入/輸出技術(shù)廣泛應(yīng)用于各種計算機的I/O。該技術(shù)通過采用預(yù)輸入和緩輸出的方法，使用共享設(shè)備的一部分空間來模擬獨占設(shè)備，以提高獨占設(shè)備的利用效率。預(yù)習內(nèi)容：閱讀教材計算機操作系統(tǒng)第五章，SPOOLING技術(shù)的相關(guān)概念和原理。實驗內(nèi)容：1）設(shè)計一個實現(xiàn)SPOOLING技術(shù)的進程。即設(shè)計一個SPOOLING輸出進程和兩個請求輸出的用戶進程，以及一個SPOOLING輸出服務(wù)程序。當請求輸出的用戶進程希望輸出一系列信息時，調(diào)用輸出服務(wù)程序，由輸出服務(wù)程序?qū)⒃撓⑺腿胼敵鼍４龅揭粋€輸出結(jié)束標志時，表示進程該次的輸出文件輸出結(jié)束。之后，申請一

2、個輸出請求塊（用來記錄請求輸出的用戶進程的名字、信息在輸出井中的位置、要輸出信息的長度等），等待SPOOLING進程進行輸出。SPOOLING輸出進程工作時，根據(jù)請求塊記錄的各進程要輸出的信息，將其實際輸出到打印機或顯示器。這里，SPOOLING進程和請求輸出的用戶進程可以并發(fā)執(zhí)行。2）設(shè)計進程調(diào)度算法。進程調(diào)度采用隨機算法。與進程輸出信息的隨機性一致。兩個請求輸出的用戶進程的調(diào)度概率各為45%，SPOOLING輸出進程為10%，由隨機數(shù)發(fā)生器產(chǎn)生的隨機數(shù)來模擬決定。進程基本狀態(tài)3種。執(zhí)行，等待和結(jié)束。等待又分為等待1，等待2和等待3。狀態(tài)變化條件：（1）進程執(zhí)行完成，置為“結(jié)束”態(tài)；（2）服

3、務(wù)程序在將輸出信息送輸出井時，如發(fā)現(xiàn)輸出井已滿，將調(diào)用進程置為“等待1”；（3）SPOOLING進程在進行輸出時，若輸出井空，則進入“等待2”；（4）SPOOLING進程輸出一個信息塊后，應(yīng)立即釋放該信息塊所占的輸出井空間，并將正在等待輸出的進程置為“執(zhí)行”；（5）服務(wù)程序在輸出信息到輸出井并形成輸出請求信息塊后，若SPOOLING進程處于等待態(tài)，則將其置為“執(zhí)行”；（6）當用戶進程申請請求輸出塊時，若沒有可用請求塊時，調(diào)用進程進入“等待3”。實驗提示：1.數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：1）進程PCB：struct PCBint id; /進程標識數(shù) Int status; /進程狀態(tài) Int count; /要

4、輸出的文件數(shù) Int x; /進程輸出時的臨時變量PCB3；其中status=0，執(zhí)行；1為等待1，表示輸出井滿，請求輸出的用戶進程等待；2為等待2，表示請求輸出井空，SPOOLING輸出進程等待；3為等待3，表示請求輸出井滿，請求輸出的用戶進程等待；4為結(jié)束，進程執(zhí)行完成。2）請求輸出塊reqblockStruct int reqname; /請求進程名 Int length; /本次輸出信息長度 Int addr; /信息在輸出井中的首地址reqblock10;3）輸出井buffer：SPOOLING系統(tǒng)為每個請求輸出的進程在輸出井中分別開辟一個區(qū)。本實驗可設(shè)計一個二維數(shù)組（int buf

5、fer2100）作為輸出井。每個進程在輸出井最多可占用100個位置。為兩個請求輸出的用戶進程設(shè)計兩個輸出井。每個井可存放100個信息。即buffer2100。為此，設(shè)計兩個計數(shù)器，使用數(shù)組C12，分別表示兩個用戶進程可使用的輸出井的空間。其初值C10，c11都為100。用C222二維指針數(shù)組表示輸出井使用情況。C200代表buffer0的第一個可用空緩沖指針，C201代表buffer0的第一個滿緩沖指針；C210代表buffer1的第一個可用空緩沖指針，C211代表buffer1的第一個滿緩沖指針。每個用戶進程請求輸出文件的個數(shù)由用戶從鍵盤輸入而定。當用戶進程將其所有文件輸出完時，終止運行。用

6、戶進程簡單設(shè)計成：每運行一次，隨機輸出數(shù)字09之間的一個數(shù)，且0作為文件結(jié)束標志。當輸出值為0，就形成一個請求信息塊，填入請求輸出信息塊reqblock結(jié)構(gòu)中。這個結(jié)構(gòu)也有一個計數(shù)器C3，表示當前系統(tǒng)剩余的請求輸出信息塊個數(shù)，初值為10。另設(shè)兩個指針Ptr1和Ptr2表示請求輸出塊使用情況。Ptr1是要輸出的第一個請求輸出塊指針，初值0；Ptr2是空閑請求輸出塊指針，初值0。兩指針按模10變化，即把請求輸出塊結(jié)構(gòu)數(shù)組看成一個環(huán)形數(shù)組。根據(jù)Ptr1和Ptr2的變化，確定請求輸出塊的使用情況。主程序包括（或調(diào)用）調(diào)度程序。調(diào)度程序包括一個隨機數(shù)函數(shù)，以該函數(shù)值為依據(jù)，完成對個數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的初始化。2.

7、流程圖：SPOOLING輸出模擬系統(tǒng)主程序流程：YN 開始對各進程的PCB、輸出請求塊、輸出井初始化生成01隨機數(shù)X判斷X的值及進程的狀態(tài)進程都結(jié)束了嗎？執(zhí)行請求輸出用戶進程（R=1）執(zhí)行請求輸出用戶進程（R=2）結(jié)束返回執(zhí)行SPOOLIN G進程（R=3）X<=0.45，且進程1為執(zhí)行態(tài)0.45<X<=0.9，且進程2為執(zhí)行態(tài)X>0.9，且SPOOLING進程為執(zhí)行態(tài)輸出請求服務(wù)的流程圖：YYYYN 開始調(diào)用進程PCBi的隨機輸出量送PCBi.xC1i=C1i-1進程的輸出信息PCBi.x送bufferiC2i0調(diào)用進程的一個文件，輸出結(jié)束了嗎？（PCBi.x=0?）

8、請求輸出的進程等待，1送PCBi.status修改空緩沖區(qū)指針C2i0=C2i0+1請求輸出的進程等待，3送PCBi.status輸出井滿（C10=0）嗎？還有空閑請求塊嗎？將文件在輸出井的位置和長度填入空閑請求塊，將進程名i填入請求塊修改空閑請求塊指針空閑請求塊數(shù)減一喚醒SPOOLING進程SPOOLING進程是等待態(tài)嗎？進程所有輸出文件全部輸出完？進程i運行結(jié)束轉(zhuǎn)進程調(diào)度轉(zhuǎn)進程調(diào)度Y轉(zhuǎn)進程調(diào)度NNNNSPOOLING輸出進程流程圖：NNYYYN 開始按該請求輸出信息塊reqblock的指針ptr1將輸出井中的一個文件的內(nèi)容輸出SPOOLING進程等待釋放相應(yīng)輸出井，即修改相應(yīng)的輸出井計數(shù)：按請求輸出塊中進程號修改C1數(shù)組和C2數(shù)組有等待輸出井