操作系統(tǒng)課程設計

操作系統(tǒng)課程設計操作系統(tǒng)課程設計操作系統(tǒng)課程設計資料僅供參考文件編號：2022年4月操作系統(tǒng)課程設計版本號：A修改號：1頁次：1.0審核：批準:發(fā)布日期：任務一、進程創(chuàng)建、控制與撤消目的：通過進程的創(chuàng)建和控制的設計來達到如下目的：加深對進程概念的理解，明確進程和程序的區(qū)別；進一步認識并發(fā)執(zhí)行的概念，區(qū)別順序執(zhí)行和并發(fā)執(zhí)行；分析進程爭用臨界資源的現(xiàn)象，學習解決進程互斥的方法；內容：在WINDOWS環(huán)境下模擬實驗：編寫一程序，來模擬進程的創(chuàng)建和撤消，要求通過終端鍵盤輸入三、四作業(yè)的名稱、大小、優(yōu)先級等。系統(tǒng)為它創(chuàng)建進程，并把進程控制塊PCB的內容送到終端顯示器上輸出。同時模擬內存空間為作業(yè)分配內存空間，并把結果用圖形形象地表示出來，同樣通過終端輸出。按進程的優(yōu)先級的順序撤消進程，同時通過終端顯示PCB的撤消過程和內存的釋放過程程序流程圖：源代碼如下：#include<iostream>;usingnamespacestd;structPCB{ intpid; intpriority; intsize; intdetail; intisrun;};PCBrunning[20],ready[20];intsum=0,pid_1;voidchoose();voidmenu();intcreate(){ if(sum>=20) { cout<<"內存已滿，請先結束或換出進程"<<endl; } else { cout<<"請輸入第"<<sum+1<<"個進程"<<endl; cout<<"請輸入進程的pid"<<endl;cin>>running[sum+1].pid; cout<<"請輸入新的進程的優(yōu)先級"<<endl; cin>>running[sum+1].priority; cout<<"請輸入新的進程的大小"<<endl; cin>>running[sum+1].size; cout<<"請輸入新的進程的詳情"<<endl; cin>>running[sum+1].detail; running[sum+1].isrun=1;sum++; } returnrunning[sum-1].isrun; choose();}voiddisplay(){ intpid; cout<<"請輸入進程的pid"<<endl; cin>>pid; if(pid>0&&pid<=20&&running[pid].isrun==1) { cout<<"進程的pid是:"<<running[pid].pid<<endl; cout<<"進程的優(yōu)先級是:"<<running[pid].priority<<endl; cout<<"進程的大小是:"<<running[pid].size<<endl; cout<<"進程的相關信息:"<<running[pid].detail<<endl; } else { cout<<"所查看運行進程不存在"<<endl; } choose();}voidreplace(){ intpid1,pid2; cout<<"請輸入第一個替換進程的pid"<<endl; cin>>pid1; cout<<"請輸入第二個替換進程的pid"<<endl; cin>>pid2; if(pid1>0&&pid1<=20&&running[pid1].isrun==1) { if(running[pid1].priority>running[pid2].priority) { ready[20].pid=running[pid1].pid; ready[20].priority=running[pid1].priority; ready[20].size=running[pid1].size; ready[20].detail=running[pid1].detail; running[pid1].pid=running[pid2].pid; running[pid1].priority=running[pid2].priority; running[pid1].size=running[pid2].size; running[pid1].detail=running[pid2].detail; running[pid2].pid=ready[20].pid; running[pid2].priority=ready[20].priority; running[pid2].size=ready[20].size; running[pid2].detail=ready[20].detail; cout<<"替換完成"<<endl; cout<<"被替換進程的pid是:"<<ready[20].pid<<endl; cout<<"被替換進程的優(yōu)先級是:",ready[20].priority; cout<<"被替換進程的大小是:"<<ready[20].size<<endl; cout<<"被替換進程的詳情是:"<<ready[20].detail<<endl; } else { cout<<"進程優(yōu)先級不夠大"<<endl; } } else {cout<<"所查看運行進程不存在"<<endl; } choose();}voidkill(){ intkpid; cout<<"請輸入進程的pid:"; cin>>kpid; if(kpid>0&&kpid<20&&running[kpid].isrun==1) { running[kpid].isrun=0; } choose();}voidchoose(){ intchoose; cout<<"是否繼續(xù)操作繼續(xù)，請輸入1，退出：按任意鍵"<<endl; cout<<"請輸入你的選擇："; cin>>choose; if(choose=1){ menu(); } else{ exit(0); }}voidmenu(){ intn,i; n=1; while(n==1) { system("cls"); cout<<"進程模擬"<<endl; cout<<"1.創(chuàng)建進程2.查看進程信息"<<endl; cout<<"3.撤銷進程4.終止進程"<<endl; cout<<"5.退出"<<endl; cout<<"請輸入你的選擇："; cin>>i; switch(i) { case1:create();break; case2:display();break; case3:replace();break; case4:kill();break; case5:exit(0); default:n=0; } }}intmain(){ menu(); return0;}運行結果如下：任務三、基本存儲器管理目的：一個好的計算機系統(tǒng)不僅要有一個足夠容量的、存取速度高的、穩(wěn)定可靠的主存儲器，而且要能合理地分配和使用這些存儲空間。當用戶提出申請存儲器空間時，存儲管理必須根據(jù)申請者的要求，按一定的策略分析主存空間的使用情況，找出足夠的空閑區(qū)域分配給申請者。當作業(yè)撤離或主動歸還主存資源時，則存儲管理要收回作業(yè)占用的主存空間或歸還部分主存空間。主存的分配和回收的實現(xiàn)與主存儲器的管理方式有關的，通過本實驗幫助學生理解在不同的存儲管理方式下怎樣實現(xiàn)主存的分配和回收。內容：從下兩種存儲管理方式的主存分配和回收中，選擇一種管理方式來實現(xiàn)本次實驗任務：1、在可變（動態(tài)）分區(qū)管理方式下，采用最先適應算法。2、在分頁式管理方式下，采用位示圖來表示主存的分配情況和回收情況。程序流程圖：源代碼如下：#include<>#include<iostream>#definen10ize>=xk&&frees[i].flag==1)if(k==-1||frees[i].size<frees[k].size)k=i;if(k==-1){cout<<"無可用空閑區(qū)"<<endl;return;}if(frees[k].size-xk<=minisize){frees[k].flag=0;ad=frees[k].addr;xk=frees[k].size;}else{frees[k].size=frees[k].size-xk;ad=frees[k].addr+frees[k].size;}i=0;while(useed[i].flag!=0&&i<n)i++;if(i>=n){cout<<"error,未初始化"<<endl;if(frees[k].flag==0)frees[k].flag=1;else{frees[k].size=frees[k].size+xk;return;}}else{useed[i].addr=ad;useed[i].size=xk;useed[i].flag=a;}return;}voidfindc(charx){inti,k,a,s,t;floatS,L;s=0;while((useed[s].flag!=x||useed[s].flag==0)&&s<n)s++;if(s>=n){cout<<"沒有找到該作業(yè)"<<endl;return;}useed[s].flag=0;S=useed[s].addr;L=useed[s].size;a=-1;k=-1;i=0;while(i<maxsize&&(a==-1||k==-1)){if(frees[i].flag==1){if(frees[i].addr+frees[i].size==S)k=i;if(frees[i].addr==S+L)a=i;}i++;}if(k!=-1)if(a!=-1){frees[k].size=frees[a].size+frees[k].size+L;frees[a].flag=0;}elsefrees[k].size=frees[k].size+L;elseif(a!=-1){frees[a].addr=S;frees[a].size=frees[a].size+L;}else{t=0;while(frees[t].flag==1&&t<maxsize)t++;if(t>=maxsize){cout<<"內存空閑表沒有空間,回收空間失敗"<<endl;useed[s].flag=a;return;}frees[t].addr=S;frees[t].size=L;frees[t].flag=1;}return;}intmain(){inti,a;floatxk;frees[0].addr=10240;frees[0].size=10240;frees[0].flag=1;for(i=1;i<maxsize;i++)frees[i].flag=0;for(i=0;i<n;i++)useed[i].flag=0;while(1){cout<<"選擇操作:"<<endl<<"0-退出"<<endl<<"1-分配內存"<<endl<<"2-回收已分配內存"<<endl<<"3-顯示內存信息"<<endl;cout<<"請輸入你的選擇：";cin>>a;switch(a){case0:exit(0);case1:cout<<"輸入作業(yè)名:"; cin>>a; cout<<"請輸入作業(yè)大小："; cin>>xk;allo(a,xk);break;case2:cout<<"輸入要回收分區(qū)的作業(yè)名";cin>>a;findc(a);break;case3:cout<<"輸出空閑分區(qū)："<<endl<<"起始地址分區(qū)長度標志"<<endl;for(i=0;i<maxsize;i++)cout<<frees[i].addr<<""<<frees[i].size<<""<<frees[i].flag<<endl;cout<<"按任意鍵,輸出已分配信息"<<endl;getch();cout<<"查看已分配分區(qū)："<<endl<<"起始地址分區(qū)長度標志"<<endl;for(i=0;i<n;i++)if(useed[i].flag!=0)cout<<useed[i].addr<<""<<useed[i].size<<""<<useed[i].flag<<endl;elsecout<<useed[i].addr<<""<<useed[i].size<<""<<useed[i].flag<<endl;break;default:cout<<"輸入有誤?。。?！"<<endl;}}return1;}任務五、死鎖的避免一、目的在多道程序系統(tǒng)中，多個進程的并發(fā)執(zhí)行來改善系統(tǒng)的資源利用率，提高系統(tǒng)的吞吐量，但可能發(fā)生一種危險——死鎖。所謂死鎖(Deadlock)，是指多個進程在運行過程中因爭奪資源而造成的一種僵局（DeadlyEmbrace），當進程處于這種狀態(tài)時，若無外力作用，他們都無法在向前推進。我們可以在分配資源時加上限制條件就可以預防死鎖，但是，在每一種預防死鎖的方法之中，都施加了較強的限制條件；而在避免死鎖的方法中，所施加的限制條件較弱，有可能獲得令人滿意的系統(tǒng)性能。二、內容利用銀行家算法來避免死鎖的發(fā)生#include<iostream>#include<iomanip>#definemax_s20#definemax_p100intavailable[max_s];intmax[max_p][max_s];intallocation[max_p][max_s];intneed[max_p][max_s];intrequest[max_s];intrequestPID;intsource;intprocess;usingnamespacestd;3456345630871332開始把A[s]塊內容復制到專用塊A[0]：=A[s]i：=MA[0]把專用塊內容自制到主存MA：=A[0]MA[0]≤1MA[0]=1MA[1]=0S：=MA[i]空閑塊數(shù)減1MA[0]：=MA[0]-1顯示分配的塊號sS：=MA[i]顯示：系統(tǒng)無空閑塊結束開始J：=歸還塊號MA[0]=3i：=MA[0]MA[i]：=jMA[0]：=MA[0]+1MA[j]：=MAMA[0]：=1MA[1]：=j結束 while(select=='y'||select=='Y') { cout<<"請輸入柱面號:"; cin>>cyd; cout<<"請輸入磁道號:"; cin>>tra; cout<<"請輸入物理地址號:"; cin>>sor; disk[cyd][4*tra+sor]=1; cout<<"是否繼續(xù)Y|N"<<endl; cout<<"請輸入你的選擇:"; getchar(); cin>>select; }}voidloca(intdisk[8][8]){ inti,j; intflag=0; intcyd,tra,sor; for(i=0;i<8;i++) { for(j=0;j<8;j++)if(disk[i][j]==0){disk[i][j]=1;flag=1;break;}if(flag==1)break; } if(flag==1) { cyd=i;tra=j/4; sor=j%4; cout<<"分配到的柱面號、磁道號、物理地址分別如下："<<endl; cout<<cyd<<tra<<sor; cout<<""<<endl; } elsecout<<"分配失敗，請檢查剩余空間"<<endl;}voidreclaim(intdisk[8][8]){ intcyd,tra,sor;