新版操作系統(tǒng)專業(yè)課程設(shè)計

課程設(shè)計闡明書（操作系統(tǒng)）題目：進程調(diào)度院系：計算機科學(xué)與工程學(xué)院專業(yè)班級：信息安全13-2學(xué)號：3029xx學(xué)生姓名：xx指引教師：xx12月15日

安徽理工大學(xué)課程設(shè)計（論文）任務(wù)書計算機科學(xué)與工程學(xué)院學(xué)號3029xx學(xué)生姓名Xx專業(yè)（班級）信息安全13-2設(shè)計題目進程調(diào)度模仿程序設(shè)計技術(shù)參數(shù)（1）系統(tǒng)作業(yè)或進程數(shù)目；（2）進程等待時間（3）進程運營時間設(shè)計要求1.依照設(shè)計任務(wù)，用自己熟悉計算機語言編制程序，在機器上調(diào)試運營，并通過上機考核。2.模仿在單解決器狀況下進程調(diào)度，目是加深對進程調(diào)度工作理解。3.設(shè)計一種準時間片輪轉(zhuǎn)調(diào)度算法實現(xiàn)解決器調(diào)度程序。4.在完畢電子設(shè)計后，規(guī)定寫一份詳細設(shè)計報告。工作量1.編寫代碼不少于200行；2.程設(shè)計闡明書不少于15頁。工作計劃.11.23-11.25依照課程設(shè)計規(guī)定，查找有關(guān)資料，完畢需求分析；.11.26-11.27進行系統(tǒng)概要設(shè)計；.11.28-12.5進行系統(tǒng)詳細設(shè)計和源代碼書寫；.12.6-12.10對系統(tǒng)進行調(diào)試分析，寫出課程設(shè)計報告。參考資料[1]龔沛曾等編.C/C++程序設(shè)計教程.北京：高等教誨出版社,.[2][美]PrataS.著.CPrimerPlus（第5版中文版）.北京：人民郵電出版社,.[3]湯子瀛等編著.計算機操作系統(tǒng).西安：西安電子科技大學(xué)出版社,[4]胡志剛，譚長庚等，《計算機操作系統(tǒng)》，中南大學(xué)出版社[5]羅宇，鄒鵬等，《操作系統(tǒng)》（第二版），電子工業(yè)出版社4月[6]龐麗萍，《操作系統(tǒng)原理》，華中理工大學(xué)出版社，指引教師簽字教研室主任簽字安徽理工大學(xué)課程設(shè)計（論文）成績評估表學(xué)生姓名：xx學(xué)號：3029xx專業(yè)班級：信息安全13-2程序設(shè)計訓(xùn)練題目：進程調(diào)度模仿程序評價單元評價要素評價內(nèi)涵滿分評分知識水平30%文獻查閱與知識運用能力能獨立查閱文獻資料，并能合理地運用到程序設(shè)計訓(xùn)練之中；能將所學(xué)課程（專業(yè)）知識精確地運用到程序設(shè)計之中，并歸納總結(jié)本程序設(shè)計訓(xùn)練所涉及關(guān)于課程知識20程序設(shè)計方案設(shè)計能力程序設(shè)計整體思路清晰，程序設(shè)計方案合理可行10闡明書質(zhì)量50%難度級別與程序設(shè)計訓(xùn)練任務(wù)書題目難度級別相稱10寫作水平整體思路清晰，構(gòu)造合理，層次分明，語言表達流暢，綜合概括能力強30寫作規(guī)范符合程序設(shè)計訓(xùn)練報告基本規(guī)定，用語、格式、圖表、數(shù)據(jù)及各種資料引用規(guī)范（符合原則）10學(xué)習(xí)體現(xiàn)20%工作量程序設(shè)計訓(xùn)練工作量飽滿，能準時完畢程序設(shè)計訓(xùn)練規(guī)定工作量10學(xué)習(xí)態(tài)度學(xué)習(xí)態(tài)度認真，遵守程序設(shè)計階段紀律，作風(fēng)嚴謹，準時完畢程序設(shè)計規(guī)定任務(wù)，準時上交程序設(shè)計訓(xùn)練關(guān)于資料10成績：指引教師：年月日摘要當(dāng)代計算機系統(tǒng)中，進程是資源分派和獨立運營基本單位，是操作系統(tǒng)核心概念。因而，進程就成為理解操作系統(tǒng)如何實現(xiàn)系統(tǒng)管理最基本，也是最重要概念。進程調(diào)度是進程管理過程重要構(gòu)成某些，是必然要發(fā)生事件。在當(dāng)代操作系統(tǒng)中，進程并發(fā)機制在絕大多數(shù)時候，會產(chǎn)生不斷變化進程就緒隊列和阻塞隊列。處在執(zhí)行態(tài)進程無論是正?；蚍钦＝K結(jié)、或轉(zhuǎn)換為阻塞狀態(tài)，都會引起從就緒隊列中，由進程調(diào)度選取一種進程進占CPU。進程調(diào)度核心是進程調(diào)度算法．在本課程設(shè)計中，用良好清晰界面向顧客展示了進程調(diào)度中時間片輪轉(zhuǎn)調(diào)度算法。在最后實現(xiàn)成果中，顧客可指定需要模仿進程數(shù)，CPU時間片和進程最大執(zhí)行時間，并且選取需要演示算法，界面將會動態(tài)顯示進程調(diào)度過程及各個隊列變化。通過此進程調(diào)度模仿系統(tǒng)，顧客可以對時間片輪轉(zhuǎn)調(diào)度算法有進一步以及直觀理解。核心詞:進程，調(diào)度，PCB，時間片輪轉(zhuǎn)

目錄1.設(shè)計目 62.設(shè)計思路 63.設(shè)計過程 83.1流程圖 83.2算法 83.3數(shù)據(jù)構(gòu)造 103.4源代碼 104.實驗成果及分析 204.1使用闡明 204.2程序演示 205.實驗總結(jié) 246.參照文獻 241.設(shè)計目 依照設(shè)計任務(wù)，用自己熟悉計算機語言編制程序，在機器上調(diào)試運營，并通過上機考核。編寫一程序，可以創(chuàng)立若干個虛擬進程，并對若干個虛擬進程進行調(diào)度，調(diào)度方略為時間片輪轉(zhuǎn)。虛擬程序描述：虛擬指令格式：操作命令操作時間其中，操作命令有如下幾種： C：表達在CPU上計算 I：表達輸入 O：表達輸出 W：表達等待 H：表達進程結(jié)束操作時間代表該操作命令要執(zhí)行多長時間假設(shè)I/O設(shè)備數(shù)量沒有限制I、O、W三條指令事實上是不占用CPU，執(zhí)行這三條指令就應(yīng)將進程放入相應(yīng)等待隊列（Input等待隊列、Output等待隊列、Wait等待隊列）例有一虛擬程序p1.prc描述如下：c30o12c9i14h0 該虛擬程序表達含義是：先在CPU上計算30秒，再在輸出設(shè)備上輸出12秒，計算9秒，在輸入設(shè)備上輸入14秒，程序結(jié)束。2.設(shè)計思路 進程調(diào)度是操作系統(tǒng)中重要功能，用來創(chuàng)立進程、撤除進程、實現(xiàn)進程狀態(tài)轉(zhuǎn)換，它提供了在可運營進程之間復(fù)用CPU辦法。在進程管理中，進程調(diào)度是核心，由于在采用多道程序設(shè)計系統(tǒng)中，往往有若干個進程同步處在就緒狀態(tài)，當(dāng)就緒進程個數(shù)不不大于解決器數(shù)目時，就必要依照某種方略決定哪些進程優(yōu)先占用解決器。本程序用時間片輪轉(zhuǎn)調(diào)度算法對各種進程進行調(diào)度，每個進程有三個狀態(tài)就緒、運營和完畢，初始狀態(tài)為就緒狀態(tài)。 時間片輪轉(zhuǎn)調(diào)度算法中，系統(tǒng)將所有就緒進程按先來先服務(wù)算法原則，排成一種隊列，每次調(diào)度時，系統(tǒng)把解決機分派給隊列首進程，并讓其執(zhí)行一種時間片。當(dāng)執(zhí)行時間片用完時，由一種計時器發(fā)出時鐘中斷祈求，調(diào)度程序依照這個祈求停止該進程運營，將它送到就緒隊列末尾，再把解決機分給就緒隊列中新隊列首進程，同步讓它也執(zhí)行一種時間片。（1）建立一種進程控制塊。PCB來代表。PCB涉及：進程名、鏈接指針、到達時間、預(yù)計運營時間、剩余時間和進程狀態(tài)。進程狀態(tài)分為就緒（W）、運營（R）和完畢（F）。（2）為每個進程任意擬定一種規(guī)定運營時間和到達時間。（3）按照進程到達先后順序排成一種循環(huán)隊列。再設(shè)一種對首指針指向第一種到達進程首址。（4）執(zhí)行解決機調(diào)度時，開始選取對首第一種進程運營。此外再設(shè)一種當(dāng)前運營進程指針，指向當(dāng)前正運營進程。（5）執(zhí)行：a)預(yù)測運營時間減1；b)輸出當(dāng)前運營進程名字。（6）進程執(zhí)行一次后，若該進程剩余運營時間為零，則將該進程狀態(tài)置為完畢態(tài)F，并退出循環(huán)隊列；若不為空，則將其移至隊尾。繼續(xù)在運營隊首進程。（7）若就緒隊列不空，則重復(fù)上述（5）和（6）環(huán)節(jié)直到所有進程都運營完為止。在所設(shè)計調(diào)度程序中，規(guī)定包括顯示或打印語句。以便顯示或打印每次選操作系統(tǒng)課程設(shè)計中進程名稱及運營一次后隊列變化狀況。3.設(shè)計過程3.1流程圖3.2算法 如果就緒隊列中有n個進程，且時間片為q，則每個進程會得到CPU時間，每個長度不超過q時間單元。每個進程必要等待CPU時間不會超過(n-1)q個時間單元，直到它下一種時間片為止voidRun(){ inti，flag=0，time=10，pcbnum，Index=0，exenum，num，quenum；charcmd；intj,m,n； inttotal=0； JobEnQueueInit(&total)； save()； while(total!=0){ if( !EmptyQueue(Queue[1])){ outqueue(&Queue[1],&pcbnum)； insertqueue(&Queue[0]，pcbnum)； }elsepcbnum=GetHead(Queue[0])；delay()；jobpcb[pcbnum].status='e'；printf("\n\t\t作業(yè)%d\n",pcbnum+1)； printf("\t\t\t所處狀態(tài)：%c\t執(zhí)行了%d秒\n"，jobpcb[pcbnum].status，time)； for(i=0;i<3;i++){if(jobpcb[i].id>=0){//所有作業(yè)除在就緒隊列獲執(zhí)行結(jié)束外等待時間都減去時間片 if(jobpcb[i].status!='r'&&jobpcb[i].status!='h')jobpcb[i].wtime=jobpcb[i].wtime-time； if(jobpcb[i].wtime<=0){//查找所有隊列所在位置 for(j=0;j<5;j++){ for(m=Queue[j].head;m<Queue[j].tail;m++){ if(Queue[j].pcbnum[m]==i){flag=1;break; } } if(flag==1)break； } if(flag==1){ //刪除該指令 for(n=m;n<Queue[j].tail;n++)Queue[j].pcbnum[n]=Queue[j].pcbnum[n+1]； Queue[j].tail--； jobpcb[i].exetoIndex++； Index=jobpcb[i].exetoIndex； JobEnQueue(i,Index,&total)； } }}}if(!EmptyQueue(Queue[1])){ outqueue(&Queue[0],&pcbnum)； if(jobpcb[pcbnum].wtime>0){ insertqueue(&Queue[1]，pcbnum)； jobpcb[pcbnum].status='r'； } }printf("\n\n\t\t尚有\(zhòng)t%d個作業(yè)沒有完畢\n",total)；save()； }}3.3數(shù)據(jù)構(gòu)造voiddelay()intchange(char*m)intAllocPCB()intAllocJob()voiddisplayIndex()intCreatePcbLine()voidinitqueue(structQnode*l)voidinsertqueue(structQnode*l,intpcbnum)intEmptyQueue(structQnodel)voidoutqueue(structQnode*l,int*pcbnum)voiddisplay()voidJobEnQueueInit(int*total)voidsave()voidJobEnQueue(intpcbnum,intIndex,int*total)intGetHead(structQnodel)voidRun()voidInitFile()3.4源代碼//進程調(diào)度模仿程序，以時間片輪轉(zhuǎn)調(diào)度算法為核心#defineNULL0#include<stdio.h>#include<conio.h>#include<string.h>#include<malloc.h>#include<time.h>FILE*GroupFile[10]；//定義一種pcb構(gòu)造體typedefstructindex{charname；//指令inttime；//指令執(zhí)行時間 }index；structpcb{charfilename[10]；//進程名 intid；//作業(yè)編號 intexetoIndex；//當(dāng)前正在執(zhí)行指令 charstatus；//當(dāng)前狀態(tài) intwtime；//等待時間}；structpcbjobpcb[100]；//pcb表typedefstructjob{indexidx[100]；//指令集 intpcbnum；//pcb編號相應(yīng)}job；jobjobtab[100]；//作業(yè)表charjobp[3][50]；//作業(yè)//隊列構(gòu)造體structQnode{ intpcbnum[100]；//pcb編號inthead,tail；}；structQnodeQueue[5]；//5個隊列0E1R2I3O4Wvoidinitqueue(structQnode*l)；//延遲voiddelay(){ time_tbegin,end；time(&begin)；do{time(&end)； }while((end-begin)<=1)；}//字符轉(zhuǎn)化為數(shù)值intchange(char*m){ inti,j=0；intlen=strlen(m)；for(i=0;i<len;i++)j=j*10+m[i]-'0'；returnj；}//申請pcb進程塊intAllocPCB(){inti；for(i=0;i<3;i++)if(jobpcb[i].id==-1)break；if(i<3)returni；return-1；}//申請jobintAllocJob(){inti；for(i=0;i<3;i++)if(jobtab[i].pcbnum==-1)break；if(i<3)returni；return-1；}//顯示指令voiddisplayIndex(){ inti,j；for(i=0;i<3;i++){printf("Job%d\n",i+1)； for(j=0;j<10;j++)printf("%d%c%d\n",j+1，jobtab[i].idx[j].name,jobtab[i].idx[j].time)； }}//創(chuàng)立進程程序intCreatePcbLine(){ charline[10]； int i,ll,jnum，pnum，ln=0，bpos，pos=0； charbuff[50]；charname[20]；charch； for(i=0;i<3;i++){ ln=0； jnum=AllocJob()； if(jnum==-1)return0； pnum=AllocPCB()； if(pnum==-1)return0； jobtab[jnum].pcbnum=pnum; strcpy(jobpcb[pnum].filename,"")； jobpcb[pnum].status='r'； jobpcb[pnum].exetoIndex=0； jobpcb[pnum].id=jnum； jobpcb[pnum].wtime=0； intlen=strlen(jobp[i])； pos=0； while(pos<len){ while(jobp[i][pos]=='')pos++； jobtab[jnum].idx[ln].name=jobp[i][pos++];/// while(jobp[i][pos]=='')pos++; bpos=0; while(jobp[i][pos]!='') buff[bpos++]=jobp[i][pos++]; buff[bpos]='\0'; jobtab[jnum].idx[ln].time=change(buff);///// if(pos<len){pos++;ln++； } } } displayIndex()；}//初始化隊列voidinitqueue(structQnode*l){l->head=0； l->tail=0；}//插進入隊列/voidinsertqueue(structQnode*l,intpcbnum){l->pcbnum[l->tail++]=pcbnum；}//隊列與否為空intEmptyQueue(structQnodel){if(l.head==l.tail)return1；return0；}//刪除隊列voidoutqueue(structQnode*l,int*pcbnum){if(l->head>=l->tail)*pcbnum=-1； else *pcbnum=l->pcbnum[l->head++]；}//顯示作業(yè)voiddisplay(){inti,j； for(i=0;i<5;i++){printf("隊列%d",i)； for(j=Queue[i].head;j<Queue[i].tail;j++) printf("pcb編號%d\n\n",Queue[i].pcbnum[j])； }}//作業(yè)入隊列voidJobEnQueueInit(int*total){inti,num,Index=0； charcmd； for(i=0;i<3;i++) if(jobpcb[i].id>=0){ cmd=jobtab[jobpcb[i].id].idx[Index].name； switch(cmd){ case'c'：insertqueue(&Queue[1],i)；jobpcb[i].status='r'；break；case'i'：insertqueue(&Queue[2],i);jobpcb[i].status='i'；break；case'o'：insertqueue(&Queue[3],i);jobpcb[i].status='o'；break；case'w'：insertqueue(&Queue[4],i);jobpcb[i].status='w'；break； case'h':jobpcb[i].status='h'；num=jobpcb[i].id;jobtab[num].pcbnum=-1;jobpcb[i].id=-1； } if(cmd=='h'){jobpcb[i].wtime=0；total--;} jobpcb[i].wtime=jobtab[jobpcb[i].id].idx[Index].time；(*total)++； } }//保存成果voidsave(){FILE*fp；inti；fp=fopen("pcbtable.txt","a")；fprintf(fp,"文獻名作業(yè)編號執(zhí)行到指令數(shù)所處狀態(tài)等待時間\n")；for(i=0;i<3;i++)fprintf(fp,"\t%s\t%d\t%d\t%c\t%d\n"，jobpcb[i].filename,jobpcb[i].id,jobpcb[i].exetoIndex， jobpcb[i].status,jobpcb[i].wtime)；fclose(fp)；}//作業(yè)入隊列voidJobEnQueue(intpcbnum,intIndex,int*total){intnum； charcmd； if(jobpcb[pcbnum].id>=0){ cmd=jobtab[jobpcb[pcbnum].id].idx[Index].name； switch(cmd){ case'c'：insertqueue(&Queue[1],pcbnum)；jobpcb[pcbnum].status='r'；break；case'i'：insertqueue(&Queue[2],pcbnum);jobpcb[pcbnum].status='i'；break；case'o'：insertqueue(&Queue[3],pcbnum);jobpcb[pcbnum].status='o'；break；case'w'：insertqueue(&Queue[4],pcbnum);jobpcb[pcbnum].status='w'；break； case'h'：jobpcb[pcbnum].status='h'；num=jobpcb[pcbnum].id;jobtab[num].pcbnum=-1;jobpcb[pcbnum].id=-1； } if(cmd=='h'){ jobpcb[pcbnum].wtime=0； printf("\n\t\t作業(yè)%d完畢\n"，pcbnum+1，jobpcb[pcbnum].status)； (*total)--； } elsejobpcb[pcbnum].wtime=jobtab[jobpcb[pcbnum].id].idx[Index].time； printf("\n\t\t作業(yè)%d\n"，pcbnum+1)； printf("\t\t\t\t所處狀態(tài)：%c\n",jobpcb[pcbnum].status)； printf("\t\t還需要時間%d秒\n",jobpcb[pcbnum].wtime)； }}//得到隊列首元素intGetHead(structQnodel){ returnl.pcbnum[l.head]；}//執(zhí)行voidRun(){ inti，flag=0，time=10，pcbnum，Index=0，exenum，num，quenum；charcmd；intj,m,n； inttotal=0； JobEnQueueInit(&total)； save()； while(total!=0){ if( !EmptyQueue(Queue[1])){ outqueue(&Queue[1],&pcbnum)； insertqueue(&Queue[0]，pcbnum)； }elsepcbnum=GetHead(Queue[0])；delay()；jobpcb[pcbnum].status='e'；printf("\n\t\t作業(yè)%d\n",pcbnum+1)； printf("\t\t\t所處狀態(tài)：%c\t執(zhí)行了%d秒\n"，jobpcb[pcbnum].status，time)； for(i=0;i<3;i++){if(jobpcb[i].id>=0){//所有作業(yè)除在就緒隊列獲執(zhí)行結(jié)束外等待時間都減去時間片 if(jobpcb[i].status!='r'&&jobpcb[i].status!='h')jobpcb[i].wtime=jobpcb[i].wtime-time； if(jobpcb[i].wtime<=0){//查找所有隊列所在位置 for(j=0;j<5;j++){ for(m=Queue[j].head;m<Queue[j].tail;m++){ if(Queue[j].pcbnum[m]==i){flag=1;break; } } if(flag==1)break； } if(flag==1){ //刪除該指令 for(n=m;n<Queue[j].tail;n++)Queue[j].pcbnum[n]=Queue[j].pcbnum[n+1]； Queue[j].tail--； jobpcb[i].exetoIndex++； Index=jobpcb[i].exetoIndex； JobEnQueue(i,Index,&total)； } }}}if(!EmptyQueue(Queue[1])){ outqueue(&Queue[0],&pcbnum)； if(jobpcb[pcbnum].wtime>0){ insertqueue(&Queue[1]，pcbnum)； jobpcb[pcbnum].status='r'； } }printf("\n\n\t\t尚有\(zhòng)t%d個作業(yè)沒有完畢\n",total)；save()； }}//初始化voidInitFile(){inti；GroupFile[0]=fopen("p1.prc","r")；GroupFile[1]=fopen("p2.prc","r")；GroupFile[2]=fopen("p3.prc","r")；fgets(jobp[0],255,GroupFile[0]);fgets(jobp[1],255,GroupFile[1]);fgets(jobp[2],255,GroupFile[2]); for(i=0;i<100;i++){ jobpcb[i].exetoIndex=0；