2015廣工操作系統(tǒng)課程設計報告

1、操作系統(tǒng)課程設計學生學院 計算機學院專業(yè)班級 13級計科9學 號學生姓名指導教師2015年 12 月 29 日一、課程設計介紹設計模擬一個實現(xiàn)多道批處理系統(tǒng)的兩級調(diào)度。通過具體的作業(yè)調(diào)度、進程調(diào)度、內(nèi)存 分配等功能的實現(xiàn)，加深對多道批處理系統(tǒng)的兩級調(diào)度模型和實現(xiàn)過程的理解。作業(yè)從進入系統(tǒng)到最后完成，要經(jīng)歷兩級調(diào)度：作業(yè)調(diào)度和進程調(diào)度。作業(yè)調(diào)度是高級 調(diào)度，它的主要功能是根據(jù)一定的算法，從輸入井中選中若干個作業(yè)，分配必要的資源，如 主存、外設等，為它們建立初始狀態(tài)為就緒的作業(yè)進程。進程調(diào)度是低級調(diào)度，它的主要功 能是根據(jù)一定的算法將CPU分派給就緒隊列中的一個進程。在本次課程設計中假定系統(tǒng)可供用

2、戶使用的主存空間共100KB，并有4臺磁帶機。主 存分配采用可變分區(qū)分配方式且主存中信息不允許移動，對磁帶機采用靜態(tài)分配策略，作業(yè) 調(diào)度分別采用先來先服務算法和最小作業(yè)優(yōu)先算法，進程調(diào)度則采用先來先服務和最短進程 優(yōu)先算法。二、課程設計環(huán)境計算機及操作系統(tǒng)：PC機，WindowsXP系統(tǒng)程序設計使用工具：Microsoft VisualC+ 6.0程序設計語言：C語言三、課程設計思想假定“預輸入”程序已經(jīng)把一批作業(yè)的信息存放在輸入井了，并為它們建立了相應作業(yè)表。測試數(shù)據(jù)如下：作業(yè)到達時間估計運行時間內(nèi)存需要磁帶機需要JOB110：0025分鐘15K2臺JOB210：2030分鐘60K1臺JOB

3、310： 3010分鐘50K3臺JOB410： 3520分鐘10K2臺JOB510：4015分鐘30K2臺本次課程設計采用的是兩個作業(yè)調(diào)度算法：先來先服務算法和短作業(yè)優(yōu)先算法，兩個進 程調(diào)度算法：先來先服務算法，短進程優(yōu)先算法。系統(tǒng)根據(jù)所選算法組合對輸入系統(tǒng)的作業(yè) 進行兩級調(diào)度（作業(yè)調(diào)度，進程調(diào)度）。分別在不同算法控制下運行設計的程序，依次顯示被 選中作業(yè)、內(nèi)存空閑區(qū)和磁帶機的情況，輸出不同算法作業(yè)的選中次序及作業(yè)平均周轉(zhuǎn)時間。 作業(yè)的數(shù)據(jù)初始化輸入通過讀取文件這種方式進行導入。系統(tǒng)運行是通過設置指針來循環(huán)運 作。四、系統(tǒng)結構說明系統(tǒng)的各個模塊之間的關系如下:五、數(shù)據(jù)結構說明定義一個顯示時間的

4、結構體，成員包括時、分 struct timeint hour; 時int min; /分；建立作業(yè)控制塊，具體成員如下所示：struct jcbchar name10;進程名struct time arr_time;到達時間struct time ent_time;進入內(nèi)存時間struct time sta_time;開始時間struct time fin_time;結束時間int run_time;/估計運行時間int tr_time;/周轉(zhuǎn)時間int men;主存需要int mac;磁帶機int sta;狀態(tài)位struct jcb* next;typedef struct jcb JCB

5、;3.進程的鏈接結構體，成員如下所示:struct linkchar name10;進程名struct time arr_time; 到達時間 struct time ent_time; / 進入內(nèi)存時間struct time sta_time; 開始時間 struct time fin_time; 結束時間int run_time;int tr_time;int addr;int len;int mac;int state;struct link *f;struct link *b;/估計運行時間/周轉(zhuǎn)時間起始地址分區(qū)大小/磁帶機狀態(tài)位,0為空閑,1為被使用前指針六、主要調(diào)度算法思想流程圖1

6、 .整體算法流程圖后指針實現(xiàn)代碼詳見 CourseDesign.cpp七、運行測試1.測試數(shù)據(jù)(test.txt)：進程名到達運行主存JOB110:0025 152JOB210:2030 601JOB310:3010 503磁帶機JOB4 10:3520 10 2JOB5 10:4015 30 2程序界面學院:計尊嘰學阮 班級班3113006172姓名:李建昌多道批處理系統(tǒng)的兩級調(diào)度模擬程序設初始系統(tǒng)時間為麗 請輸入文件名:1)算法組合：JFCFS&PFCFS根據(jù)先來先服務，第一個進行調(diào)度的是JOB1,到達時間為10： 00,運行時間為25分 鐘，周轉(zhuǎn)時間為25分鐘。為該作業(yè)分配內(nèi)存和磁帶機，

7、磁帶機由4-2,運行后得到如下圖:作業(yè)情況:進程名到達運行主存磁帶機進入開始完成周轉(zhuǎn)J0B11Q：Q251521Q：Q1Q：Q10:2525J0B210:20306010:00:00:00J0B310:30105030:00:00：00J0B410:35201020:00:00：00JOBS10:40153020：00：00實際程序運行所得并不止以上數(shù)據(jù)，除此以外還有顯示內(nèi)存情況的圖表，這里只是為了 分析清楚而把主要數(shù)據(jù)給出，具體數(shù)據(jù)可運行程序所得，下面分析和以上一樣都做了簡化。第二個進行調(diào)度的是JOB2，到達時間為10： 20，完成時間為10： 55，周轉(zhuǎn)時間為35 分鐘，分配內(nèi)存和磁帶機，

8、如下圖所示：作業(yè)情況；進程名到達運行主存磁帶機進入開始完成周轉(zhuǎn)JOB110：02515210：010：010:2525JOB210:203060110:2010:2510:5535JOB310:30105030：00:00:00J0B410:35201020JOB510:40153020：00：00:00如此類推，最后得出所有作業(yè)的運行情況:作業(yè)運行結果情況:進程名到達運行主存磁帶機進入開始完成周轉(zhuǎn)JOB110：02515210：010：010:2525JOB210:203060110:2010:2510:5535JOB310:301050311:3011:3011:4070J0B410:35

9、2010210:3510:5511:1540JOB510:401530210:5511:1511:3050此時按回車鍵返回，重新選擇新的算法組合，得到各算法組合的所有作業(yè)運行情況2）算法組合：JFCFS&PSPF：作業(yè)運行結果情況:進程名到這運行主存磁帶機進入開始完成周轉(zhuǎn)JOB110：02515210：010：010:2525JOB210:203060110:2010:2510:5535JOB310:301050311:3011:3011:40?0J0B410:352010210:3511:1011:3055JOB510:401530210:5510:5511:10303）算法組合：JSJF&

10、PFCFS：作業(yè)運行結果情況:進程名到這運行主存磁帶機進入開始完成周轉(zhuǎn)J0B110：02515210：010：010:2525J0B210:203060110:2010:2510:5535J0B310:301050311:3011:3011:4070J0B410:352010210:3510:5511:1540J0B510:401530210:5511:1511:30504）算法組合：JSJF&PSPF：作業(yè)運行結果情況:進程名到達運行主存磁帶機進入開始完成周轉(zhuǎn)J0B110：02515210：010：010:2525J0B210:203060110:2010:2510:5535J0B310:3

11、01050311:3011:3011:4070J0B410:352010210:3511:1011:3055J0B510:401530210:5510:5511:1030得到四種組合的結果后，我們就可以來比較一下四種方式下得到的平均周轉(zhuǎn)時間，在選 擇調(diào)度方式時輸入5,程序會運行得到四種方式下的作業(yè)運行情況和各自的平均周轉(zhuǎn)時間。退出系統(tǒng)回車，輸入0結束程序。八、使用說明書1.運行程序，會顯示用戶界面，程序左下角會提示用戶輸入要進行模擬的文件名。若 輸入錯誤，程序會出現(xiàn)錯誤提示，然后重新輸入正確的文件名。2 .輸入文件名后，程序會顯示文件內(nèi)容并提示點擊任意鍵繼續(xù)運行。選擇進行調(diào)度的方式，分別對應1

12、、2、3、4選項，5選項用來比較四種調(diào)度方式的 平均周轉(zhuǎn)時間。0是結束并退出程序。選擇要進行的調(diào)度方式后，程序自動模擬兩級調(diào)度情況，顯示當前系統(tǒng)時間、內(nèi)存 分配、磁帶機分配以及作業(yè)調(diào)度的情況。點擊任意鍵，返回步驟3選擇調(diào)度方式，如此類推。注：在顯示內(nèi)存分配情況的圖表中，#代表此時并無作業(yè)調(diào)進內(nèi)存，除了起始地址、 狀態(tài)、大小有數(shù)據(jù)之外，其余用0表示其他項并沒有數(shù)據(jù)。九、課程設計總結這次的課程設計內(nèi)容就是實驗的前三個內(nèi)容的組合：進程調(diào)度，作業(yè)調(diào)度，內(nèi)存分配與 回收。這三個內(nèi)容都充分地體現(xiàn)了計算機運行作業(yè)和程序的各個方面，從而體現(xiàn)了計算機的 底層是如何實現(xiàn)進程和作業(yè)的分配和使用。其次，我覺得編程設計是學習軟件工程必不可少 的也是最重要的一個過程。通過對課程設計的實現(xiàn)，我學到了很多知識。原來，學語言是要 打牢基礎