實(shí)驗(yàn)一進(jìn)程創(chuàng)建模擬報(bào)告

1、實(shí)驗(yàn)一 進(jìn)程創(chuàng)建模擬實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)： 2實(shí)驗(yàn)類型：驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)要求：必修一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?) 理解進(jìn)程創(chuàng)建相關(guān)理論；2) 掌握進(jìn)程創(chuàng)建方法；3) 掌握進(jìn)程相關(guān)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。二、實(shí)驗(yàn)容 本實(shí)驗(yàn)針對(duì)操作系統(tǒng)中進(jìn)程創(chuàng)建相關(guān)理論進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。要驗(yàn)者輸入實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書提供的代碼 并進(jìn)行測(cè)試。代碼簡(jiǎn)化了進(jìn)程創(chuàng)建的多個(gè)步驟和容。進(jìn)程的樹形結(jié)構(gòu)采用廣義二叉樹的方式 進(jìn)行存儲(chǔ)。三、實(shí)驗(yàn)原理1) 進(jìn)程控制塊為了描述和控制進(jìn)程的運(yùn)行，系統(tǒng)為每個(gè)進(jìn)程定義了一個(gè)進(jìn)程控制塊(PCB)，它是進(jìn)程實(shí)體的一部分，是操作系統(tǒng)管理進(jìn)程最重要的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。其主要包含四類信息：(1) 進(jìn)程標(biāo)識(shí)符 它唯一地標(biāo)識(shí)一個(gè)進(jìn)程。通常包括進(jìn)程號(hào) pid ，父進(jìn)程號(hào) ppid

2、 和用戶號(hào) uid 。(2) 處理機(jī)狀態(tài)處理器的狀態(tài)通常由處理機(jī)的各種寄存器中的容組成。 PCB 存放中斷(阻塞，掛起)時(shí)的各 寄存器值，當(dāng)該進(jìn)程重新執(zhí)行時(shí)，可以從斷點(diǎn)處恢復(fù)。主要包括：a) 通用寄存器；b) 指令計(jì)數(shù)器；c) 程序狀態(tài)字 PSW；d) 用戶棧指針。(3) 進(jìn)程調(diào)度信息a) 進(jìn)程狀態(tài)；b) 進(jìn)程優(yōu)先級(jí)(用于描述優(yōu)先使用 cpu 級(jí)別的一個(gè)整數(shù)，高優(yōu)先級(jí)的進(jìn)程先得到 cpu，通常情況下，優(yōu)先值越小優(yōu)先級(jí)越高)；c) 其它信息(等待時(shí)間、總執(zhí)行時(shí)間等)；d) 事件(等待原因)。(4) 進(jìn)程控制信息a) 程序和數(shù)據(jù)的地址(程序在存和外存中的首址)；b) 進(jìn)程同步和通信機(jī)制；c) 資源

3、列表(進(jìn)程除 CPU 以外的所有資源)；d) 指針(進(jìn)程隊(duì)列中指向下一個(gè)進(jìn)程的 PCB 首址)。2) 進(jìn)程創(chuàng)建流程(1) 申請(qǐng)空白 PCB為新進(jìn)程申請(qǐng)獲得唯一的數(shù)字標(biāo)識(shí)符，并從 PCB 集合中索取一個(gè)空白 PCB。如果無(wú)空白PCB，可以創(chuàng)建一個(gè)新的 PCB。在本實(shí)驗(yàn)中，每次動(dòng)態(tài)創(chuàng)建 PCB。(2) 為新進(jìn)程分配資源為新進(jìn)程分配存空間和?？臻g。(3) 初始化進(jìn)程控制塊a) 初始化標(biāo)識(shí)信息；b) 初始化處理機(jī)狀態(tài)信息；c) 初始化處理機(jī)控制信息。(4) 將新進(jìn)程插入就緒隊(duì)列3) 進(jìn)程樹進(jìn)程樹用于描述進(jìn)程家族關(guān)系，如圖 1-1 中可以看出， 進(jìn)程 P1 創(chuàng)建了進(jìn)程 P2 、P3、P4、P5，而 P2

4、 又創(chuàng)建了 P6 、P7、P8。在進(jìn)程創(chuàng)建過(guò)程中，需要對(duì)每一個(gè)新增加的進(jìn)程加入到進(jìn)程樹中，有了清晰的父子關(guān)系，可以使資源繼承或進(jìn)程刪除等操作變得很方便。4) 進(jìn)程總鏈PCB 放入總鏈中，該總鏈可以對(duì)破它是一個(gè) PCB 鏈表，每一個(gè)新創(chuàng)建的進(jìn)程必須把其 壞的進(jìn)程樹進(jìn)行修復(fù)，也方便 PCB 查找。四、可能用到的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和操作的部分代碼1. 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)/process control block ：有些 pcb 的容是考慮到以后調(diào)度功能而設(shè)置的 struct pcbint pid;/process idint ppid;/parent process idint prio;/priorityint s

5、tate;/stateint lasttime;/last execute timeint tottime; /totle execute time;/process nodestruct pnodepcb *node; pnode *sub; pnode *brother; pnode *next;/信號(hào)量struct semphore char name5; / 名稱 int count;/ 計(jì)數(shù)值 int curpid;/ 當(dāng)前進(jìn)程 id pnode *wlist; / 等待鏈表;2.操作2.1 / 初始化錯(cuò)誤提示信息；2.2 /create processint createpc(in

6、t *para)/add your code here：/ find ppid of this process/init new pcb/add to process tree/ add to process link/show process detailvoid showdetail()/add your code here/print all pcb info/main 函數(shù)可參考下面的代碼，也可以自己寫void main() initerror(); short cflag/* (命令標(biāo)志) */,pflag/* (參數(shù)標(biāo)志) */; char cmdstr32;proot = new

7、 pnode; / 創(chuàng)建根節(jié)點(diǎn)進(jìn)程 proot-node=new pcb;/初始化根節(jié)點(diǎn)的 pcb proot-node-pid=0; proot-node-ppid=-1; proot-node-prio=0;proot-next=NULL;proot-sub=NULL;proot-brother=NULL;plink=proot;for(;)cflag=0;pflag=0;printf(cmd:);scanf(%s,cmdstr);if(!strcmp(cmdstr,exit) /exit the programbreak;if(!strcmp(cmdstr,showdetail)cfla

8、g = 1;pflag = 1;showdetail();elseint *para;char *s,*s1;s = strstr(cmdstr,createpc); /create processif(s)cflag=1;para = (int *)malloc(3);/getparameters1 = substr(s,instr(s,()+1,strlen(s)-2); /get param string para=strtoarray(s1);/get parameter createpc(para); /create process pflag=1;if(!cflag)geterro

9、r(0);elseif(!pflag)geterror(1);五、實(shí)驗(yàn)步驟完善實(shí)驗(yàn)提供的代碼后，輸入 createpc 命令創(chuàng)建進(jìn)程，輸入 showdetail 顯示每個(gè)進(jìn)程 及其子進(jìn)程的信息，測(cè)試命令解釋如下：1） createpc 創(chuàng)建進(jìn)程命令。參數(shù)： 1、 pid （進(jìn)程 id） 2 、 ppid（父進(jìn)程 id） 3、prio （優(yōu)先級(jí)）。示例： createpc（1,0,1） 。創(chuàng)建一個(gè)進(jìn)程，其進(jìn)程號(hào)為 1，父進(jìn)程號(hào)為 0，優(yōu)先級(jí)為 1. createpc（2,1,2） 。創(chuàng)建一個(gè)進(jìn)程，其進(jìn)程號(hào)為 2，父進(jìn)程號(hào)為 1，優(yōu)先級(jí)為 2。2） showdetail 顯示進(jìn)程信息命令。3）ex

10、it 退出命令行。六、實(shí)習(xí)報(bào)告容1畫出你所創(chuàng)建的進(jìn)程樹的結(jié)構(gòu)圖（也可以用上述圖1-1）。2. 顯示運(yùn)行結(jié)果：至少有五次運(yùn)行過(guò)程截圖，這五次截圖分 別展現(xiàn)不同類型的父子關(guān)系，并在截圖的下方配文字以說(shuō)明 自己創(chuàng)建的進(jìn)程數(shù)量以及這圖所展示的進(jìn)程家族關(guān)系。createpc(1,0,1)Showdetail以 P1 為第一層，運(yùn)行結(jié)果；createpc(1,0,1)createpc(2,1,2) createpc(3,1,2) Showdetail以 P1為第一層， P2， P3為第二層，且為 P1 的子進(jìn)程，運(yùn)行結(jié)果；createpc(1,0,1) createpc(2,1,2) createpc(3

11、,1,2) createpc(4,2,3) createpc(5,2,3) createpc(6,3,3) createpc(7,3,3) Showdetail以 P1 為第一層， P2，P3 為第二層，且為 P1 的子進(jìn)程； P4， P5， P6，P7 為第三層； P4，P5 為 P2 的子進(jìn)程； P6，P7為 P3 的子進(jìn)程；運(yùn)行結(jié)果；createpc(1,0,1)createpc(2,1,2) createpc(3,1,2)createpc(4,2,3)createpc(5,2,3) createpc(6,3,3) createpc(7,3,3) createpc(8,4,4) crea

12、tepc(9,4,4) createpc(10,6,4) createpc(11,6,4) createpc(12,7,4) createpc(13,7,4) Showdetail以 P1為第一層， P2，P3為第二層，且為 P1 的子進(jìn)程； P4， P5， P6，P7 為第三層； P4，P5 為 P2 的子進(jìn)程； P6，P7為 P3的子進(jìn)程； P8，P9， P10，P11， P12， P13 為第四層，且 P8， P9為 P4的子進(jìn)程； P10， P11為 P6的子進(jìn)程； P12，P13為P7的子進(jìn)程；運(yùn)行結(jié)果；createpc(1,0,1)createpc(2,1,2) createpc(

13、3,1,2)createpc(4,2,3)createpc(5,2,3) createpc(6,3,3)createpc(7,3,3)createpc(8,4,4) createpc(9,4,4) createpc(10,6,4) createpc(11,6,4) createpc(12,7,4) createpc(13,7,4) createpc(14,8,5) createpc(15,8,5) Showdetail以 P1為第一層， P2，P3為第二層，且為 P1 的子進(jìn)程； P4， P5， P6，P7 為第三層； P4，P5 為 P2 的子進(jìn)程； P6，P7為 P3的子進(jìn)程； P8，P9， P10，P11， P12， P13 為第四層，且 P8， P9為 P4的子進(jìn)程； P10，P11為 P6的子進(jìn)程； P12，P13為 P7的子進(jìn)程；運(yùn)行結(jié)果； P14， P15 為第五層，且為 P8的子進(jìn)程，運(yùn)行結(jié)果；3. 說(shuō) 明 您 的 關(guān) 鍵 函 數(shù) 的 流 程 ： 說(shuō) 明 createpc(para)函 數(shù) 、 showdetail() 函數(shù)和 main()函數(shù)的功能，并以流程圖或文字 的形式展現(xiàn)。createpc(para)函數(shù)：創(chuàng)建進(jìn)程showdetail() 函數(shù)：顯示進(jìn)程的細(xì)