操作系统实验.doc

1、课程设计一：进程调度12.1.1 设计目的（1） 要求学生设计一个模拟进程调度的算法。（2） 理解进程控制块的结构。（3） 理解进程运行的并发性。（4） 掌握进程调度的三种基本算法。12.1.2 设计要求在多道程序运行环境下，进程数目一般多于处理机数目，使得进程要通过竞争来使用处理机。这就要求系统能按某种算法，动态地把处理机分配给就绪队列中的一个进程，使之运行，分配处理机的任务是由进程调度程序完成的。一个进程被创建后，系统为了便于对进程进行管理，将系统中的所有进程按其状态，将其组织成不同的进程队列。于是系统中有运行进程队列、就绪队列和各种事件的进程等待队列。进程调度的功能就是从就绪队列中挑选一

2、个进程到处理机上运行。进程调度的算法有多种，常用的有优先级调度算法、先来先服务算法、时间片轮转算法。进程是程序在处理机上的执行过程。进程存在的标识是进程控制块（PCB） ，进程控制块结构如下：typedef struct nodechar name10; /*进程标识符*/int prio; /*进程优先数*/int round; /*进程时间轮转时间片 */int cputime; /*进程占用 CPU 时间*/int needtime; /*里程到完成还需要的时间*/int count; /*计数器*/char state; /*进程的状态*/struct node *next; /*链指

3、针*/PCB;系统创建一个进程，就是由系统为某个程序设置一个 PCB，用于对该进程进行控制和管理。进程任务完成，由系统收回其 PCB，该进程便消亡。每个进程可以有三个状态：运行状态、就绪状态和完成状态。用 VC 编写一个程序实现进程调度的算法，模拟进程调度的过程，加深对进程控制块概念和进程调度算法的理解。1. 进程的调度采用优先数调度算法。2. 采用动态优先数法确定进程的优先级别。3. 设计三个链队列，分别用来表示运行队列、就绪队列和完成队列。4. 用户输入进程标识符以及进程所需的时间，申请空间存放进程 PCB 信息。优先数调度算法为每个进程设一个优先数，它总是把处理机给就绪队列中具有最高优先

4、权的进程。常用的算法有静态优先数法和动态优先数法。动态优先数法，使进程的优先权随时间而改变。初始的进程优先数取决于进程运行所需要的时间，时间大，则优先数低。采取了将进程优先数定为用一个较大的数（50）减去进程运行所需要的时间。随着进程的运行对优先数进行调整，每次运行时都是从就绪队列中选取优先数最大的进程运行，所以将就绪队列按照优先数的大小从高到低排序，这样，每次取队头进程即可。进程每执行一次，优先数减一个数（自定） ，CPU 时间数加 1，进程还需要的时间数减1。如果进程所需要的时间为 0，说明进程运行完毕，将其状态变为完成状态“F” ，将此PCB 插入到完成队列中，若就绪队列不空，就将绪队列

5、中的第一个 PCB 变为运行状态。进程若没有完成，则将其优先数和就绪队列中第一个 PCB 的优先数作比较，如果小，则将其变为就绪态，插入到就绪队列中适当的位置，将就绪队列中的第一个 PCB 变为运行态投入运行，重复上述过程，直到就绪队列为空，所有进程成为完成态为止。12.1.3 环境操作系统 windows xp，开发工具 vc+ 6.0 或者 bcb 6.0。12.1.4 步骤1. 打开 VC，选择菜单项 File-New，选择 Project 选项卡并建立一个名为 processes 的win32 console application 工程。2. 在工程中创建原文件 processes.

6、cpp：选择菜单项 Project-Add to Project-File，此时将打开一个新窗口，在其中输入想要创建的文件名字，这里是 processes.cpp，在其中编辑好原文件并保存。3. 通过调用菜单项 Build-Rebuild all 进行编译连接，可以在指定的工程目录下得到debug-processes.exe 程序，可以在控制台进入该 debug 目录运行程序了。12.1.5 运行结果分析C: processes输入进程数：2输入进程号和运行时间：P1 3P2 2优先数算法输出信息:*进程号 cpu 时间 所需时间 优先数 状态P2 0 2 48 wP1 0 3 47 w进程号

7、 cpu 时间 所需时间 优先数 状态P1 0 3 47 RP2 1 1 45 W进程号 cpu 时间 所需时间 优先数 状态P2 1 1 45 RP1 1 2 44 W进程号 cpu 时间 所需时间 优先数 状态P1 1 2 44 RP2 2 0 42 F进程号 cpu 时间 所需时间 优先数 状态P1 2 1 41 RP2 2 0 42 F进程号 cpu 时间 所需时间 优先数 状态P1 3 0 38 FP2 2 0 42 F分析如下：创建 2 个进程其进程号和运行时间分别为 P1 3 和 P2 2。进程 P2 运行的时间是 2（优先数为 50-2=48） ，进程 P1 运行的时间是 3（

8、优先数为 50-2=47） ，所以 P2 优先数高，因此在就绪队列中排在 P1 的前面，先运行。进程号 cpu 时间 所需时间 优先数 状态P2 0 2 48 wP1 0 3 47 wP2 运行了一次，占用 CPU 时间 1，完成还需时间 1。在程序中设定进程每运行一次优先数减 3，所以 P2 的优先数为 48-3=45。进程号 cpu 时间 所需时间 优先数 状态P1 0 3 47 RP2 1 1 45 WP1 运行了一次，占用 CPU 时间 1，完成还需时间 2。在程序中设定进程每运行一次优先数减 3，所以 P1 的优先数为 47-3=44。进程号 cpu 时间 所需时间 优先数 状态P2

9、 1 1 45 RP1 1 2 44 WP2 运行了二次，占用 CPU 时间 2，完成还需时间 0，P2 进入完成队列。在程序中设定进程每运行一次优先数减 3，所以 P2 的优先数为 45-3=42。进程号 cpu 时间 所需时间 优先数 状态P1 1 2 44 RP2 2 0 42 FP1 运行了二次，占用 CPU 时间 2，完成还需时间 1。在程序中设定进程每运行一次优先数减 3，所以 P1 的优先数为 44-3=41。进程号 cpu 时间 所需时间 优先数 状态P1 2 1 41 RP2 2 0 42 FP1 运行了三次，占用 CPU 时间 3，完成还需时间 0，P1 进入完成队列。在程

10、序中设定进程每运行一次优先数减 3，所以 P1 的优先数为 41-3=38。进程号 cpu 时间 所需时间 优先数 状态P1 3 0 38 FP2 2 0 42 F课程设计二：模拟文件管理12.2.1 设计目的（1） 建立一个简单的模拟文件管理系统。（2） 理解用户界面和操作命令在操作系统中的作用。12.2.2 设计要求需要实现一个命令行操作界面，包含如下命令：1.创建文件 功能：创立一个指定名字的新文件，即在目录中增加一项，不考虑文件内容，但必须能输入文件长度。2.删除文件 功能：删除指定的文件3.创建目录 功能：在当前路径下创建指定的目录。4.删除目录 功能：删除当前目录下的指定目录，如果

11、该目录为空，则可删除，否则应提示是否作删除，删除操作将该目录下的全部文件和子目录都删除。5.改变目录 功能：工作目录转移到指定的目录下，只要求完成改变到当前目录的某一个子目录下的功能，不要求实现相对目录以及绝对目录。 6.显示目录 功能：显示全部目录以及文件，输出时要求先输出接近根的目录，再输出子目录。对于重名（创建时） ，文件不存在（删除时） ，目录不存在（改变目录时）等错误情况，程序应该作出相应处理并给出错误信息。界面的提示符为#，提示的命令以及调试的方法应和前面的要求一致，可以自己设计更多的命令或者附加功能。12.2.3 环境本实验是在 windows xp+vc 6.0 环境下实现的，

12、利用 windows SDK 提供的系统接口（API）完成程序功能。在 windows xp 下安装好 VC 后进行，VC 是一个集成开发环境，其中包含了 windows SDK 所有工具，所以就不用单独在安装 SDK 了，程序中所用的 API 是操作系统提供的用来进行应用程序设计的系统功能接口。要使用这些 API，需要包含对这些函数进行说明的 SDK 头文件，最常见的就是 windows.h。一些特殊的 API 调用还需要包含其他的头文件。12.2.4 步骤4. 打开 VC，选择菜单项 File-New，选择 Project 选项卡并建立一个名为 filesys 的 win32 consol

13、e application 工程。5. 在工程中创建原文件 filesys.cpp：选择菜单项 Project-Add to Project-File，此时将打开一个新窗口，在其中输入想要创建的文件名字，这里是 filesys.cpp，在其中编辑好原文件并保存。6. 通过调用菜单项 Build-Rebuild all 进行编译连接，可以在指定的工程目录下得到debug-filesys.exe 程序，可以在控制台进入该 debug 目录运行程序了。12.2.5 运行结果分析在控制台窗口的提示符下输入 filesys 回车，如图 12-1。图 12-1 主界面1. 创建文件，如图 12-2。图 12-2 创建文件2. 删除文件，如图 12-3。图 12-3 删除文件3. 创建目录，如图 12-4。图 12-4 创建目录4. 删除目录，如图 12-5。图 12-5 删除目录5. 改变目录，如图 12-6。图 12-6 改变当前目录6. 显示目录，如图 12-7。图 12-7 显示目录