操作系统实验报告

1、操作系统实验报告*实 验 二 进 程 调 度1 .目的和要求通过这次实验，理解进程调度的过程，进一步掌握进程状态的转变、 进程调度的策略，进一步体会多道程序并发执行的特点，并分析具体的 调度算法的特点，掌握对系统性能的评价方法。2 .实验内容阅读教材计算机操作系统第二章和第三章，掌握进程管理及调度 相关概念和原理。编写程序模拟实现进程的轮转法调度过程，模拟程序只对PCB进行相 应的调度模拟操作，不需要实际程序。假设初始状态为：有n个进程处 于就绪状态，有m个进程处于阻塞状态。采用轮转法进程调度算法进行 调度（调度过程中，假设处于执行状态的进程不会阻塞），且每过t个时 间片系统释放资源，唤醒处于

2、阻塞队列队首的进程。程序要求如下：1）输出系统中进程的调度次序；2）计算CPU利用率。3 .实验环境Windows 操作系统、VC+6. 0C语言4设计思想：（1）程序中进程可用PCB表示，其类型描述如下:structPCB_typeintpid; 进程名intstate; 进程状态2一一表示“执行”状态1一一表示“就绪”状态0一-表示“阻塞”状态intcpjtime;运行需要的CPU时间(需运行的时间片个数)用PCB来模拟进程；(2)设置两个队列，将处于“就绪”状态的进程PCB挂在队列 ready中；将处于“阻塞”状态的进程PCB挂在队列blocked中。队 列类型描述如下：structQu

3、eueNodestructPCB_typePCB;StructQueueNode*next;)并设全程量：structQueueNode*ready_head=NULL, /ready 队列队首指针*ready_tail=NULL, /ready 队列队尾指*blocked_head=NULL, /blocked 队列队首指针*blocked_tai 1=NULL; /blocked 队列队 尾指针(3)设计子程序：start_state ();读入假设的数据，设置系统初始状态，即初始化就绪队列和阻塞队 列。di spath ();模拟调度，当就绪队列的队首进程运行一个时间片后，放到 就绪队列

4、末尾，每次都是队首进程进行调度，一个进程运行 结束就从就绪队列中删除，当到t个时间片后，唤醒阻塞队 列队首进程。calculate ();就绪进程运行一次，usecpu加1,当就绪队列为空时unusecpu加 1» CPU 利用率为 use_cpu/ (use_cpu+unuse_cpu)。5源代码：#include<stdio. h>#include<stdlib. h>structPCB_type intpid; 进程名intstate; 进程状态2一表示执行状态-表示就绪状态/0一表示阻塞状态intcpjtime;运行需要的CPU时间（需运行的时间片个数

5、）；structQueueNodestructPCB_typePCB;structQueueNode*next;）；structQueueNode*ready_head=NULL, ready 队列队首指针*ready_tai 1=NULL, /ready 队列队尾指针*block_head=NULL, /blocked 队列队首指针*block_tail=NULL;/blocked 队列队尾指针intuse_cpu, unuse_cpu;voidstart_state（）读入假设的数据，设置系统初始状态（intn, m;inti;structQueueNode*p, *q;printf （输

6、入就绪节点个数n： ）；scanf（%d，&n）;printf （输入阻塞节点个数m: ）;scanf(%d, &m);p=(structQueueNode*)malloc(sizeof(structQueueNode);p->next=NULL;ready_head=ready_tai l=p;for(i=0;i<n;i+)(p=(structQueueNode*)malloc(sizeof(structQueueNode);p->next=NULL;p->PCB. state=l;printf (输入就绪进程%d 的 pid 和 cpu_time:

7、，i+1);scanf(%d%d，&p->PCB. pid,&p->PCB.cpu_time);ready_tail->next=p;ready_tail=p;q=(structQueueNode*)malloc(sizeof(structQueueNode);q->next=NULL;block_head=block_tai1=q;for(i=0;i<m;i+)(q=(structQueueNode*)malloc(sizeof(structQueueNode);q->next=NULL;q->PCB. state=O;printf

8、("输入阻塞进程%d 的 pid 和 cpu_time: i+1);scanf (，%d%d，, &q->PCB. pid, &q->PCB. cpu_time);block_tail->next=q;block_tail=q;)printf (n处于就绪状态的进程有：n);p=ready_head->next;i=l；while(p)printf (“进程/d 的 pid 和 state 和cpu_time :%5d%5d%5dn，> i, p->PCB. pid, p->PCB. state, p->PCB. cpu

9、_time);p=p->next;i+；)voiddispath () 模拟调度(intx=0, t;use_cpu=0;unuse_cpu=O;printf (输入 t: )；scanf (%d”, &t);printf (开始调度n)；while(ready_head!=ready_tail block_head!=block_tail)(structQueueNode*p, *q;if(ready_head!=ready_tail)(p=ready_head-next;ready_head->next=p->next;p->next=NULL;if(rea

10、dy_head->next二二NULL)(ready_tai1=ready_head;p->PCB. state=2;printf ("进程缶d 调度t，p->PCB. pid);use_cpu+;x+;p->PCB. cpu_time;if(p->PCB. cpu_time)ready_tai1-next=p;ready_tail=p;)else(printf ("进程外d 完成t，p->PCB. pid);free(p);)else(unuse_cpu+;x+;printf (空闲一个时间片t);if(x=t&&blo

11、ck_head!=block_tail)(q=block_head->next;block_head-next=q->next;q->next二NULL;if (block head->next=NULL)block_tail=block_head;)ready_tail->next=q;ready_tail=q;x=0;)voidcalculate () 计算 CPU 利用率(printf (ncpu 的利用率先. 2fn，(float) use_cpu/ (use_cpu+unuse_cpu);voidmain ()start_state ();dispath

12、();calculate ();6运行结果：7实验总结：实验帮我复习了数据结构和C语言，且巩固课本知识，知道了如何定义 结构体，如何在链接队列中增删节点。模拟进程调度帮我们巩固了进程 三状态之间的变迁。懂得调式的重要性。总之，我们明白了理论联系实 际。多看书，多上机。实验三可变分区存储管理1 .目的和要求通过这次实验，加深对内存管理的认识，进一步掌握内存的分配、回 收算法的思想。2 .实验内容阅读教材计算机操作系统第四章，掌握存储器管理相关概念和原 理。编写程序模拟实现内存的动态分区法存储管理。内存空闲区使用自由 链管理，采用最坏适应算法从自由链中寻找空闲区进行分配，内存回收 时假定不做与相邻

13、空闲区的合并。假定系统的内存共640K,初始状态为操作系统本身占用64K。在tl 时间之后，有作业A、B、C、D分别请求8K、16K、64K、124K的内存空 间；在t2时间之后，作业C完成；在t3时间之后，作业E请求50K的 内存空间；在t4时间之后，作业D完成。要求编程序分别输出tl、t2、 t3、t4时刻内存的空闲区的状态。3 .实验环境Windows 操作系统、VC+6. 0C语言4 .设计思想 模拟内存分配和回收，要设置两个链队列，一个空闲区链和一个占用区 链，空闲区链节点有起始地址，大小和指向下一节点的指针等数据域， 占用区链节点有起始地址，大小，作业名和指向下一节点的指针等数据

14、域，本实验用最坏适应算法，每次作业申请内存都是从空闲链队头节点 分配，如果相等，就删除空闲头结点，如果小于申请的，就不分配，否 则就划分内存给作业，剩下的内存大小，重新插入空闲链队，按从大到 小，接着把作业占用的内存放到占用区链节点的末尾。每次作业运行 完，就要回收其占用的内存大小，把作业节点按从大到小插入到空闲链 队中。5 .源代码：#include<stdio. h>#include<stdlib. h>structfreelinkNodeintlen;intaddress;structfreelinkNode*next;);structbusylinkNodech

15、arname;intlen;intaddress;structbusy1inkNode*next;);structfreelinkNode*free_head=NULL;自由链队列(带头结点)队首指针structbusylinkNode*busy_head=NULL;占用区队列队(带头结点)首指针structbusyl inkNode*busy_tai 1 = NULL; 占用区队列队尾指针 voidstart (void) /*设置系统初始状态*/(struetfreelinkNode*p;structbusylinkNode*q;free_head=(structfreelinkNode*

16、)malloc (sizeof(structfreelinkNode )；free_head->next=NULL;创建自由链头结点busy_head=busy_tai1=(structbusylinkNode*)malloc(sizeof (structbu sylinkNode);busy_head->next=NULL ;创建占用链头结点p=(structfreelinkNode*)malloc(sizeof(structfreelinkNode);p->address=64;p->len=640-64;/0S 占用了 64Kp->next=NULL;fre

17、e_head->next=p;q=(structbusylinkNode*)malloc(sizeof(structbusylinkNode); q-name='S' ;/*S表示操作系统占用*/q->len=64;q->address=O;q-next二NULL;busy_head->next=q;busy_tai1=q;voidrequireMemo (charname, intrequire)/* 模拟内 存分配*/(freelinkNode*w, *u, *v;busy1inkNode*p;if(free_head->next->le

18、n>=require)(p=(structbusylinkNode*)malloc(sizeof(structbusylinkNode); p->name=name;p->address=free_head-next->address;p->len=require;p->next=NULL;busy_tai1->next=p;busy_tail=p;)elseprintf (Can' tallocatez，);w=free head->next;free_head->next=w->next;if (w->len=:zr

19、equire)(free(w);)else(w->address=w->address+require;w->len=w->len-require;)u=free_head;v=free_head->next;while(v!=NULL)&&(v->len>w->len)"V；v=v->next;u->next=w;w->next=v;)voidfreeMemo (charname) / * 模拟内存回收*/intlen;intaddress;busy1inkNode*q, *p;freelinkNod

20、e*w, *u, *v;q=busy_head;p=busy_head->next;while(p!=NULL)&&(p->name!=name)q=p;p=p->next;if(p二二NULL)(printf (机isnotexist”, name);)else(if (p-busy_tail)busy_tail=q;else(q">next=p->next;len=p->len;address=p->address;free(p);w=(structfreelinkNode*)malloc(sizeof(structfreelinkNode);w->len=len;w-address=address;u=free_head;v=free_head->next;while(v!=NULL)&&(v->len>len)"V;v二v->next;)u->next=w;w->next=v;)voidpast (inttime)/*模拟系统过了 time 时间*/print