課程設(shè)計(jì)報(bào)告--操作系統(tǒng)

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文檔簡介

1、　　操作系統(tǒng)　　課程設(shè)計(jì)報(bào)告　　XX大學(xué) 計(jì)算機(jī)科學(xué)與教育軟件學(xué)院　　計(jì)算機(jī)系 12級(jí)計(jì)算機(jī)專業(yè)*班　　2015年1月8日

2、;　　一、設(shè)計(jì)目的　　學(xué)習(xí)完《操作系統(tǒng)》課程后，進(jìn)行的一次全面的綜合訓(xùn)練，通過課程設(shè)計(jì)，讓更好地掌握操作系統(tǒng)的原理及實(shí)現(xiàn)方法，加深對(duì)操作系統(tǒng)基礎(chǔ)理論和重要算法的理解，加強(qiáng)動(dòng)手能力。　　二、設(shè)計(jì)要求　　從課程設(shè)計(jì)的目的

3、出發(fā)，通過設(shè)計(jì)工作的各個(gè)環(huán)節(jié)，達(dá)到以下要求：兩人一組，每組從所給題目中任選一個(gè)（如自擬題目，需經(jīng)指導(dǎo)教師同意），每個(gè)學(xué)生必須獨(dú)立完成課程設(shè)計(jì)，不能相互抄襲，同組者文檔不能相同；設(shè)計(jì)完成后，將所完成的工作交由指導(dǎo)教師檢查；要求寫出一份詳細(xì)的設(shè)計(jì)報(bào)告。　　三、設(shè)計(jì)內(nèi)容　　課題、處理機(jī)調(diào)度程序：選擇一個(gè)調(diào)度算法，實(shí)現(xiàn)處理機(jī)

4、調(diào)度。　　設(shè)計(jì)目的：在多道程序和多任務(wù)系統(tǒng)中，系統(tǒng)內(nèi)同時(shí)處于就緒狀態(tài)的進(jìn)程可能有若干個(gè)。也就是說能運(yùn)行的進(jìn)程數(shù)大于處理機(jī)個(gè)數(shù)。為了使系統(tǒng)中的進(jìn)程能有條不紊地工作，必須選用某種調(diào)度策略，選擇一進(jìn)程占用處理機(jī)。要求設(shè)計(jì)一個(gè)模擬處理機(jī)調(diào)度算法，以鞏固和加深處理機(jī)調(diào)度的概念。　　四、設(shè)計(jì)要求<p

5、>　　1）進(jìn)程調(diào)度算法包括：時(shí)間片輪轉(zhuǎn)法，短作業(yè)優(yōu)先算法，動(dòng)態(tài)優(yōu)先級(jí)算法。　　2）可選擇進(jìn)程數(shù)量　　3）本程序包括三種算法，用C語言實(shí)現(xiàn)，執(zhí)行時(shí)在主界面選擇算法（可用函數(shù)實(shí)現(xiàn)）（進(jìn)程數(shù)，運(yùn)行時(shí)間，優(yōu)先數(shù)由隨機(jī)函數(shù)產(chǎn)生）執(zhí)行，顯示結(jié)果。　　五、設(shè)計(jì)思路及算法思想</

6、p>　　1、建立循環(huán)鏈。節(jié)點(diǎn)情況如下：　　struct pcb　　{　　char id; //進(jìn)程標(biāo)識(shí)數(shù)　　int arrive_time; //進(jìn)程的到達(dá)時(shí)間</p&g

7、t;　　int run_time; //進(jìn)程運(yùn)行時(shí)間　　int priority; //進(jìn)程優(yōu)先級(jí)數(shù)　　int finish_time; //進(jìn)程完成時(shí)間　　int cycling_time; //進(jìn)程周轉(zhuǎn)時(shí)間

8、;　　float right_cycling_time;//帶權(quán)周轉(zhuǎn)時(shí)間　　int backup_run_time; //備份進(jìn)程運(yùn)行時(shí)間　　int back_priority; //備份進(jìn)程優(yōu)先級(jí)數(shù)　　struct pcb *next;　　};&

9、lt;/b>　　注：進(jìn)程運(yùn)行在具體調(diào)度算法里會(huì)改變（減到零），在輸出時(shí)需要數(shù)出運(yùn)行時(shí)間所以要備份。優(yōu)先級(jí)數(shù)同理。　　2、通過循環(huán)鏈循環(huán)輸出，按具體的算法輸出響應(yīng)的節(jié)點(diǎn)。　　1）程序的總體結(jié)構(gòu)如下圖1.0 　　創(chuàng)建（進(jìn)程）循環(huán)鏈，初始化循環(huán)鏈（輸入進(jìn)程的相關(guān)信息），選

10、擇進(jìn)程調(diào)度算法退出，執(zhí)行所選擇的調(diào)度算法（輸出調(diào)度結(jié)果），銷毀循環(huán)鏈。　　圖1.0　　2）設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)算法的主要思想如下圖1.1　　設(shè)置控制循環(huán)條件，進(jìn)程運(yùn)行時(shí)間不為零，執(zhí)行進(jìn)程，該進(jìn)程運(yùn)行時(shí)間減一（短作業(yè)優(yōu)先法的進(jìn)程運(yùn)行時(shí)間減至零），控制條件清零，指向下一進(jìn)程，該進(jìn)程運(yùn)行時(shí)間為

11、零，控制條件加一。　　圖1.1　　2.1）時(shí)間片輪轉(zhuǎn)算法詳細(xì)設(shè)計(jì)如下圖1.2　　進(jìn)程循環(huán)占用時(shí)間片，當(dāng)運(yùn)行時(shí)間為0退出循環(huán)。　　圖1.2　　2.2）動(dòng)態(tài)優(yōu)

12、先法詳細(xì)設(shè)計(jì)如下圖1.3　　優(yōu)先級(jí)最高的進(jìn)程用完一個(gè)時(shí)間片，運(yùn)行時(shí)間減1，優(yōu)先級(jí)加1，再執(zhí)行優(yōu)先級(jí)最高的進(jìn)程。　　圖1.3　　2.3）短作業(yè)優(yōu)先法詳細(xì)設(shè)計(jì)如下圖1.4　　運(yùn)行時(shí)間最短的進(jìn)程先執(zhí)行完，再執(zhí)行下一個(gè)運(yùn)行時(shí)間最短的進(jìn)程。&l

13、t;/p>　　圖1.4　　六、程序設(shè)計(jì)的輸出結(jié)果　　1）時(shí)間片輪轉(zhuǎn)法　　圖1.5　　2）動(dòng)態(tài)優(yōu)先法</b&

14、gt;　　圖1.6　　3）短作業(yè)優(yōu)先法　　圖1.7　　七、程序代碼　　#inc

15、lude<stdio.h>　　#include<malloc.h>　　#include<time.h>　　#include<stdlib.h> 　　#define N 5　　stru

16、ct pcb　　{　　char id; //進(jìn)程標(biāo)識(shí)數(shù)　　int arrive_time; //進(jìn)程的到達(dá)時(shí)間　　int run_time; //進(jìn)程運(yùn)行時(shí)間&l

17、t;p>　　int priority; //進(jìn)程優(yōu)先級(jí)數(shù)　　int finish_time; //進(jìn)程完成時(shí)間　　int cycling_time; //進(jìn)程周轉(zhuǎn)時(shí)間　　float right_cycling_time;//帶權(quán)周轉(zhuǎn)時(shí)間

18、　int backup_run_time; //備份進(jìn)程運(yùn)行時(shí)間　　int back_priority; //備份進(jìn)程優(yōu)先級(jí)數(shù)　　struct pcb *next;　　};　　pcb *creat_process(int);

19、 //創(chuàng)建進(jìn)程　　void show_pcb(pcb *,int); //輸出進(jìn)程信息　　void delete_pcb(pcb *);//刪除鏈表　　void Round_Robin(pcb *,int); //時(shí)間片輪轉(zhuǎn)法<

20、;p>　　void Shortest_Job_First(pcb *,int); //短作業(yè)優(yōu)先法　　void Dynamic_priority(pcb *,int); //動(dòng)態(tài)優(yōu)先法　　//----------------------------------------------------------------------</p&

21、gt;　　int main()　　{　　pcb *head;　　int num;//進(jìn)程數(shù)　　srand(int(time(0)));　　int option,ch;

22、　　do 　　{ 　　num=rand()%N+1;　　printf("創(chuàng)建的進(jìn)程數(shù): %d\n",num);　　printf(&

23、quot;--------------------------------------\n");　　printf("------請(qǐng)輸入對(duì)應(yīng)的數(shù)字選擇相應(yīng)的進(jìn)程調(diào)度算法-----\n"); 　　printf("------ 1 為時(shí)間片輪轉(zhuǎn)法調(diào)度 -------\n");

24、 　　printf("------ 2 為動(dòng)態(tài)優(yōu)先級(jí)調(diào)度 -------\n"); 　　printf("------ 3 為短作業(yè)優(yōu)先 -------\n"); 　　printf(&qu

25、ot;------ 0 則退出 -------\n"); 　　printf("---------------------------------------\n");　　printf("--請(qǐng)輸入數(shù)字選擇調(diào)度算法(有效數(shù)字0~3) : "); &

26、lt;/p>　　while(1) 　　{ 　　scanf("%d",&option);　　printf("---------------------------------------\n")

27、;　　if(option!=0&&option!=1&&option!=2&&option!=3) 　　printf("----錯(cuò)誤！請(qǐng)重新選擇調(diào)度算法(0~3) : \n"); 　　else &l

28、t;/p>　　break; 　　} 　　switch (option) 　　{ 　　case 0: printf(&qu

29、ot;---運(yùn)行結(jié)束---\n"); break; 　　case 1: printf("--------對(duì)進(jìn)程按時(shí)間片輪轉(zhuǎn)法調(diào)度--------\n"); 　　head=creat_process(num);　　show_pcb(head,num);<

30、;p>　　printf("\n");　　Round_Robin(head,num);　　show_pcb(head,num);　　printf("--------------------------------------\n");<p&

31、gt;　　break; 　　case 2: printf("--------對(duì)進(jìn)程按動(dòng)態(tài)優(yōu)先級(jí)調(diào)度----------\n"); 　　head=creat_process(num);　　show_pcb(head,num);

32、　　printf("\n");　　Dynamic_priority(head,num);　　show_pcb(head,num);　　printf("--------------------------------------\n");

33、　　break; 　　case 3: printf("--------對(duì)進(jìn)程按短作業(yè)優(yōu)先調(diào)度----------\n"); 　　head=creat_process(num);　　show_pcb(head,num);</

34、p>　　printf("\n");　　Shortest_Job_First(head,num);　　show_pcb(head,num);　　printf("--------------------------------------\n");&

35、lt;/p>　　break; 　　}　　delete_pcb(head);　　printf("\n是否繼續(xù)---是(輸入1)否(輸入0) : "); <p&

36、gt;　　while(1) 　　{ 　　scanf("%d",&ch); 　　if(ch!=0&&ch!=1) 　　printf("

37、\n\n輸入錯(cuò)誤！是否繼續(xù)是(輸入1)否(輸入0) : "); 　　else 　　break; 　　} 　　printf("\n&qu

38、ot;);　　printf("--------------------------------------\n");　　}while(ch==1); 　　return 0;　　}

39、;　　//-----------------------------------------------------------------------　　pcb *creat_process(int num) //創(chuàng)建進(jìn)程　　{

40、　　pcb *h,*p;　　h=(struct pcb*)malloc(sizeof(struct pcb));　　p=h;　　for(int i=0;i<num;i++)　　{</p

41、>　　p->id='A'+i;　　p->arrive_time=0;//所有進(jìn)程到達(dá)時(shí)間為0　　p->run_time=rand()%N+1;　　p->backup_run_time=p->run_time; //備份運(yùn)行時(shí)間&

42、lt;/p>　　p->priority=rand()%N+1;　　p->back_priority=p->priority; //備份進(jìn)程優(yōu)先級(jí)數(shù)　　p->finish_time=0;　　p->cycling_time=0;&l

43、t;p>　　p->right_cycling_time=0.0000;　　if(i<num-1)　　{　　p->next=(struct pcb*)malloc(sizeof(struct pcb));　　p=

44、p->next;　　}　　}　　p->next=h;　　return h;　　}<

45、;/b>　　//-----------------------------------------------------------------　　void show_pcb(pcb *h,int num) //輸出進(jìn)程信息　　{<p&

46、gt;　　pcb *p,*q;　　float cycling_time=0,right_cycling_time=0,average_cycling_time,average_right_cycling_time;　　p=h;　　printf("進(jìn)程id 到達(dá)時(shí)間

47、運(yùn)行時(shí)間優(yōu)先級(jí)數(shù) 完成時(shí)間周轉(zhuǎn)時(shí)間帶權(quán)周轉(zhuǎn)時(shí)間\n");　　do　　{　　p->cycling_time=p->finish_time - p->arrive_time;

48、;　　cycling_time += p->cycling_time;　　p->right_cycling_time=float(p->cycling_time) /float( p->backup_run_time);　　right_cycling_time += p->right_cycling_t

49、ime;　　printf("%2c %8d %10d %9d %10d %9d %13f\n",p->id,p->arrive_time,p->backup_run_time,p->back_priority,p->finish_time,p->cycling_time,p->right_cycling_time);

50、;　　p=p->next; 　　}while(p!=h);　　printf("--------------------------------------\n");　　average_cycling_time = cycling_time / float(num)

51、;　　average_right_cycling_time = right_cycling_time / float(num);　　printf("平均周轉(zhuǎn)時(shí)間: %f\n",average_cycling_time);　　printf("平均帶權(quán)周轉(zhuǎn)時(shí)間: %f\n",a

52、verage_right_cycling_time);　　}　　//--------------------------------------------------------　　void delete_pcb(pcb *h) //刪除鏈表<

53、p>　　{　　pcb *p,*q;　　p=h;　　q=h->next;　　while(p!=q)　　{&

54、lt;/p>　　p->next=q->next;　　free(q);　　q=p->next;　　}　　free(p);</b&

55、gt;　　}　　//-----------------------------------------------　　void Round_Robin(pcb *h,int num) //時(shí)間片輪轉(zhuǎn)法　　{<

56、/b>　　printf(" -----具體調(diào)度情況如下-----\n");　　pcb *p;　　p=h;　　int i=1,j=1;<

57、p>　　do　　{　　if(p->run_time==0) 　　i++; 　　else</

58、p>　　{　　printf("時(shí)間片%2d--->當(dāng)前運(yùn)行進(jìn)程 %c\n",j++,p->id);　　p->run_time--;　　if(p->run_time==0)<

59、p>　　p->finish_time=j-1; //進(jìn)程結(jié)束時(shí)間　　i=0;　　}　　p=p->next;　　}while(i!=num);<p

60、>　　}　　//-----------------------------------------　　void Shortest_Job_First(pcb *h,int num) //短作業(yè)優(yōu)先法　　{

61、　　printf(" -----具體調(diào)度情況如下-----\n");　　pcb *p,*q;　　p=h;　　q=h->next;　　int i=1,j=1;<

62、;p>　　do　　{　　q=p->next;　　if(p->run_time==0)　　i++; <p

63、>　　else　　{　　while(q!=p)　　{　　if(q->run_time!=0)　　if(

64、p->run_time > q->run_time)　　p=q;　　q=q->next;　　}　　while(p->run_time!=0)&

65、lt;p>　　{　　printf("時(shí)間片%2d--->當(dāng)期運(yùn)行進(jìn)程 %c\n",j++,p->id);　　p->run_time--;　　}　　p-

66、>finish_time=j-1; //進(jìn)程結(jié)束時(shí)間　　i=0;　　}　　p=p->next;　　}while(i!=num);<

67、b>　　}　　//-------------------------------------------　　void Dynamic_priority(pcb *h,int num) //動(dòng)態(tài)優(yōu)先法　　{

68、printf(" -----具體調(diào)度情況如下-----\n");　　pcb *p,*q,*f;　　p=h;　　int i=1,j=1;　　do<

69、;p>　　{　　q=p->next;　　if(p->run_time==0)　　i++; 　　else<p

70、>　　{　　while(q!=p)　　{　　if(q->run_time!=0)　　if((p->priority > q->priority) )</p&g

71、t;　　p=q;　　q=q->next;　　}　　printf("時(shí)間片%2d--->當(dāng)前運(yùn)行進(jìn)程 %c ---當(dāng)前優(yōu)先等級(jí): %d\n",j++,p->id,p->pri

72、ority);　　p->run_time--;　　p->priority++;　　/*f=p->next;　　while(p!=f)　　{<

73、;p>　　if(f->run_time!=0)　　f->priority--;　　f=f->next;　　}*/　　p->finish_time=j-1; //進(jìn)程結(jié)束時(shí)間

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