操作系统进程管理与调度的模拟

1、题目：进程管理与调度模拟系统一、 实验目的1、 掌握进程在三种基本状态中变化的原理与过程。2、 掌握“先来先服务”、“短作业优先”、“优先级”、“时间片轮转”调度算法的原理与特点。二、 实验内容：采用面向对象的程序设计方法来设计进程管理与调度模拟系统。要写出各个程序模块必要分析说明。三、 实验分析：在进程管理与调度模拟系统中，共涉及到两个类和一个结构体：PCB结构体、链队列类和OS类。操作系统启动后，在系统内将存在PCB池，用来存放进程的PCB结构，PCB池的大小决定了系统中能同时存在的进程数量。在本系统中，假定系统能同时存在的进程数为20个，用一个PCB的数组来表示。PCB池中的PCB会有四

2、种状态：运行状态、就绪状态、阻塞状态和空闲状态，所以，在操作系统中将会有四种队列：运行队列、就绪对列、阻塞队列和空闲队列。进程的创建随着操作系统的调度，将会在这四种队列中变迁。四、 实验过程：1、 设计PCB和链表A、 PCB采用结构体设计，用于描述进程运行所需的全部信息，作为OS对并发执行的进程进行控制和管理的根据，其贯穿进程的整个生命周期，是进程存在的唯一标志。其结构图如下：idnamestatusnextpriorityIOdeviceIOreqblockfortimereqtime_cpuaddressId：进程内部标识符。用于标识一个进程 name：进程外部标识符。也用于标识一个进程

3、。Status：进程当前状态。作为进程调度的参考。 Priority：进程优先级。作为进程调度的参考。Next：状态指针。用于指向同状态的下一个PCBIodevice：外设清单。作为进程调度的参考。 Blockfor：阻塞原因，作为唤醒进程的标志。Ioreq：进程还需要的外部设备，作为进程调度的参考。Timereq：进程要求的执行时间，用于控制进程的运行。time_cpu：已经执行的时间，用于控制进程的运行。Address：地址指针。通过它来运行模拟进程要执行的代码。B、 链表设计成一个类(List)。表的示意图如下：就绪队列指针阻塞队列指针空闲队列指针执行指针C、PCB1PCB2PCB3PC

4、B4PCB5PCB6PCB7PCB8PCB943087901链表类的数据及其所支持的操作如下图：Listint NodeNum; char *status;PCB *ListHead; PCB *ListTail;Status AppendPCB(PCB *datap);PCB *DeletePCB(int pid);void DisplayList();void DisplayPCB(PCB *pcb);PCB* FindPCB(int pid,PCB* &pre);PCB* FindPCB(int pnum);char* GetListStatus();int GetNodeNum();S

5、tatus isEmpty();void SetNodeNum(int k);Status GetFirstPCB(PCB* &pcb);void SetStatus(char *s);void SetListHead(PCB*pcb);void SetListTail(PCB*pcb);List(char* nodetype=就绪);virtual List();各操作函数功能说明如下：Status AppendPCB(PCB *datap);将指定PCB加入链表。PCB *DeletePCB(int pid);删除指定的PCB结点void DisplayList(); 显示整个链表void

6、 DisplayPCB(PCB *pcb);显示PCB中的详细信息PCB* FindPCB(int pid,PCB* &pre);查找指定的结点PCB* FindPCB(int pnum);查找链表中的第pnum个结点char* GetListStatus();取得当前链表PCB结点的状态int GetNodeNum();取得链表的结点数void SetNodeNum(int k);设置链表结点数Status isEmpty();判断链表是否为空Status GetFirstPCB(PCB* &pcb);取第一个结点void SetStatus(char *s);设置状态标识void SetL

7、istHead(PCB*pcb);设置头指针void SetListTail(PCB*pcb);设置尾指针List(char* nodetype=就绪);构造函数，初始化virtual List();虚函数链表的构造函数：void List:SetNodeNum(int k) 设置链表结点数NodeNum=k; return; void List:SetStatus(char *s);设置状态标识status=s; return; void List:SetListHead(PCB*pcb) 设置头指针ListHead=pcb; void List:SetListTail(PCB*pcb) 设

8、置尾指针ListTail=pcb; 完全代码如下：/ Process.cpp : Defines the entry point for the console application./#include stdafx.h#include List.h#include Os.h#include #include #include #include #include using namespace std;void displayMenu()cout操作系统进程管理与调度的模拟endl;cout1.先来先服务endl;cout2.最短作业优先endl;cout3.优先级算法endl;cout4.

9、时间片轮转算法endl;cout0.退出endl;cout请输入您的选择:1为缺省值-;int main(int argc, char* argv)Os os;int choice,max,i=0;char name80=Process;char s10,temp20;while (1)system(cls);displayMenu();scanf(%d,&choice);switch(choice)case 0:exit(0);break;case 1:os.SetStrategy(0);break;case 2:os.SetStrategy(1);break;case 3:os.SetSt

10、rategy(2);break;case 4:os.SetStrategy(3);break;default:coutn你的选择不正确,将以缺省值运行endl;os.SetStrategy(0);break;coutn请输入你想建立的进程数量(最大20):;scanf(%d,&max);if (max20)coutn你的输入不正确,缺省为建立10个进程.endl;max=10;cout19|strlen(name)=0)coutn你的输入不正确,将以缺省前缀Process*运行endl;strcpy(name,Process);coutn按任意键运行.endl;getch();while(im

11、ax)i+;_itoa(i,s,10);/系统函数，将数转换成10进制strcpy(temp,name);strcat(temp,s);os.CreateProcess(temp);/couttemp 1000#pragma once#endif / _MSC_VER 1000#include ConstVar.h#include using namespace std;class Os;typedef struct PCBint id;/进程标识符;char *name;/进程名字;PCBstatus status;/进程当前状态;struct PCB *next;/指向同状态的下一个PCB

12、int priority;/进程优先级;int IOdevice;/外设清单int IOreq;/进程还需要的外部设备;int blockfor;/阻塞原因;int timereq;/进程要求的执行时间int time_cpu;/已经执行的时间;void (*fuction)(Os *);/模拟进程要执行的代码的地址PCB;class List private:int NodeNum;char *status;/链表的状态PCB *ListHead;/指向链表的第一个进程PCB *ListTail;/指向链表的最后一个进程public:Status AppendPCB(PCB *datap);

13、/将指定PCB加入链表PCB *DeletePCB(int pid);/删除指定的PCB结点void DisplayList();/显示整个链表void DisplayPCB(PCB *pcb);/显示PCB中的详细信息PCB* FindPCB(int pid,PCB* &pre);/查找指定的结点PCB* FindPCB(int pnum);/查找链表中的第pnum个结点char* GetListStatus();/取得当前链表PCB结点的状态int GetNodeNum();/取得链表的结点数void SetNodeNum(int k);/设置链表结点数Status isEmpty();/

14、判断链表是否为空Status GetFirstPCB(PCB* &pcb);/取第一个结点void SetStatus(char *s);/设置状态标识void SetListHead(PCB*pcb);/设置头指针void SetListTail(PCB*pcb);/设置尾指针List(char* nodetype=就绪);/构造函数，初始化virtual List();#endif / !defined(AFX_LIST_H_6D78FEEC_384C_415E_97A1_83FD6734BF4C_INCLUDED_)/ Os.h: interface for the Os class./

15、#include ConstVar.h#include List.h#if !defined(AFX_OS_H_C7DDDD64_40F9_409F_A5C4_F3B92D488D50_INCLUDED_)#define AFX_OS_H_C7DDDD64_40F9_409F_A5C4_F3B92D488D50_INCLUDED_#if _MSC_VER 1000#pragma once#endif / _MSC_VER 1000class Os public:PCB pcbPCBNUM;List Running,Ready,Blocked,Free;int strategy;public:v

16、oid initPCB(PCB *pcb);void initOS();Status CreateProcess(char *name);Status DeleteProcess(int id);Status BlockProcess();Status WakeupProcess();void InsertIntoReady(PCB* pcb);friend void program(Os *os);public:void scheduler();void SetStrategy(int strat);Os();virtual Os();#endif / !defined(AFX_OS_H_C

17、7DDDD64_40F9_409F_A5C4_F3B92D488D50_INCLUDED_)/ List.h: interface for the List class./#if !defined(AFX_LIST_H_6D78FEEC_384C_415E_97A1_83FD6734BF4C_INCLUDED_)#define AFX_LIST_H_6D78FEEC_384C_415E_97A1_83FD6734BF4C_INCLUDED_#if _MSC_VER 1000#pragma once#endif / _MSC_VER 1000#include ConstVar.h#include

18、 using namespace std;class Os;typedef struct PCBint id;/进程标识符;char *name;/进程名字;PCBstatus status;/进程当前状态;struct PCB *next;/指向同状态的下一个PCBint priority;/进程优先级;int IOdevice;/外设清单int IOreq;/进程还需要的外部设备;int blockfor;/阻塞原因;int timereq;/进程要求的执行时间int time_cpu;/已经执行的时间;void (*fuction)(Os *);/模拟进程要执行的代码的地址PCB;class List private:int NodeNum;char *status;/链表的状态PCB *ListHead;/指向链表的第一个进程PCB *ListTail;/指向