操作系统实验一模拟进程状态转换
操作系统实验实验报告
操作系统实验实验报告一、实验目的操作系统是计算机系统中最为关键的核心软件，它管理着计算机的硬件资源和软件资源，为用户提供了一个方便、高效、稳定的工作环境。
本次操作系统实验的目的在于通过实际操作和实践，深入理解操作系统的基本原理和核心概念，掌握操作系统的基本功能和操作方法，提高对操作系统的认识和应用能力。
二、实验环境本次实验使用的操作系统为 Windows 10 专业版，开发工具为Visual Studio 2019，编程语言为 C 和 C+＋。
实验硬件环境为一台配备Intel Core i7 处理器、16GB 内存、512GB SSD 硬盘的个人计算机。
三、实验内容（一）进程管理实验1、进程创建与终止通过编程实现创建新的进程，并在完成任务后终止进程。
在实验中，我们使用了 Windows API 函数 CreateProcess 和 TerminateProcess 来完成进程的创建和终止操作。
通过观察进程的创建和终止过程，深入理解了进程的生命周期和状态转换。
2、进程同步与互斥为了实现进程之间的同步与互斥，我们使用了信号量、互斥量等同步对象。
通过编写多线程程序，模拟了多个进程对共享资源的访问，实现了对共享资源的互斥访问和同步操作。
在实验中，我们深刻体会到了进程同步与互斥的重要性，以及不正确的同步操作可能导致的死锁等问题。
（二）内存管理实验1、内存分配与释放使用 Windows API 函数 VirtualAlloc 和 VirtualFree 进行内存的分配和释放操作。
通过实验，了解了内存分配的不同方式（如堆分配、栈分配等）以及内存释放的时机和方法，掌握了内存管理的基本原理和操作技巧。
2、内存分页与分段通过编程模拟内存的分页和分段管理机制，了解了内存分页和分段的基本原理和实现方法。
在实验中，我们实现了简单的内存分页和分段算法，对内存的地址转换和页面置换等过程有了更深入的理解。
（三）文件系统实验1、文件操作使用 Windows API 函数 CreateFile、ReadFile、WriteFile 等进行文件的创建、读取和写入操作。
操作系统进程调度模拟(全三分合集)
实验一进程调度实验一、目的要求用高级语言编写和调试一个进程调度程序，以加深对进程的概念及进程调度算法的理解。
二、例题：设计一个有 N个进程共行的进程调度程序进程调度算法：采用最高优先数优先的调度算法（即把处理机分配给优先数最高的进程）和先来先服务算法。
每个进程有一个进程控制块（PCB）表示。
进程控制块可以包含如下信息：进程名、优先数、到达时间、需要运行时间、已用CPU时间、进程状态等等。
进程的优先数及需要的运行时间可以事先人为地指定（也可以由随机数产生）。
进程的到达时间为进程输入的时间。
进程的运行时间以时间片为单位进行计算。
每个进程的状态可以是就绪 W（Wait）、运行R（Run）、或完成F（Finish）三种状态之一。
就绪进程获得CPU后都只能运行一个时间片。
用已占用CPU时间加1来表示。
如果运行一个时间片后，进程的已占用 CPU时间已达到所需要的运行时间，则撤消该进程，如果运行一个时间片后进程的已占用CPU时间还未达所需要的运行时间，也就是进程还需要继续运行，此时应将进程的优先数减1（即降低一级），然后把它插入就绪队列等待CPU。
每进行一次调度程序都打印一次运行进程、就绪队列、以及各个进程的PCB，以便进行检查。
重复以上过程，直到所要进程都完成为止。
调度算法的流程图如下图所示。
三．实验题：1、编写并调试一个模拟的进程调度程序，采用“最高优先数优先”调度算法对五个进程进行调度。
“最高优先数优先”调度算法的基本思想是把CPU分配给就绪队列中优先数最高的进程。
静态优先数是在创建进程时确定的，并在整个进程运行期间不再改变。
动态优先数是指进程的优先数在创建进程时可以给定一个初始值，并且可以按一定原则修改优先数。
例如：在进程获得一次CPU后就将其优先数减少1。
或者，进程等待的时间超过某一时限时增加其优先数的值，等等。
2、编写并调试一个模拟的进程调度程序，采用“轮转法”调度算法对五个进程进行调度。
轮转法可以是简单轮转法、可变时间片轮转法，或多队列轮转法。
实验一、进程调度实验报告
实验一、进程调度实验报告一、实验目的进程调度是操作系统中的核心功能之一，其目的是合理地分配 CPU 资源给各个进程，以提高系统的整体性能和资源利用率。
通过本次实验，我们旨在深入理解进程调度的原理和算法，掌握进程状态的转换，观察不同调度策略对系统性能的影响，并通过实际编程实现来提高我们的编程能力和对操作系统概念的理解。
二、实验环境本次实验使用的操作系统为 Windows 10，编程语言为 C+＋，开发工具为 Visual Studio 2019。
三、实验原理1、进程状态进程在其生命周期中会经历不同的状态，包括就绪态、运行态和阻塞态。
就绪态表示进程已经准备好执行，只等待 CPU 分配；运行态表示进程正在 CPU 上执行；阻塞态表示进程由于等待某个事件（如 I/O操作完成）而暂时无法执行。
2、调度算法常见的进程调度算法有先来先服务（FCFS）、短作业优先（SJF）、时间片轮转（RR）等。
先来先服务算法按照进程到达的先后顺序进行调度。
短作业优先算法优先调度执行时间短的进程。
时间片轮转算法将 CPU 时间划分成固定大小的时间片，每个进程轮流获得一个时间片执行。
四、实验内容1、设计并实现一个简单的进程调度模拟器定义进程结构体，包含进程 ID、到达时间、执行时间、剩余时间等信息。
实现进程的创建、插入、删除等操作。
实现不同的调度算法。
2、对不同调度算法进行性能测试生成一组具有不同到达时间和执行时间的进程。
分别采用先来先服务、短作业优先和时间片轮转算法进行调度。
记录每个算法下的平均周转时间、平均等待时间等性能指标。
五、实验步骤1、进程结构体的定义｀｀｀c+＋struct Process ｛int pid;int arrivalTime;int executionTime;int remainingTime;int finishTime;int waitingTime;int turnaroundTime;｝；｀｀｀2、进程创建函数｀｀｀c+＋void createProcess(Process processes, int& numProcesses, int pid, int arrivalTime, int executionTime) ｛processesnumProcessespid ＝ pid;processesnumProcessesarrivalTime ＝ arrivalTime;processesnumProcessesexecutionTime ＝ executionTime;processesnumProcessesremainingTime ＝ executionTime;numProcesses+＋；｝｀｀｀3、先来先服务调度算法实现｀｀｀c+＋void fcfsScheduling(Process processes, int numProcesses) ｛int currentTime ＝ 0;for （int i ＝ 0; i ＜ numProcesses; i+＋）｛if （currentTime ＜ processesiarrivalTime) ｛currentTime ＝ processesiarrivalTime;｝processesistartTime ＝ currentTime;currentTime ＋＝ processesiexecutionTime;processesifinishTime ＝ currentTime;processesiwaitingTime ＝ processesistartTime processesiarrivalTime;processesiturnaroundTime ＝ processesifinishTime processesiarrivalTime;｝｝｀｀｀4、短作业优先调度算法实现｀｀｀c+＋void sjfScheduling(Process processes, int numProcesses) ｛int currentTime ＝ 0;int minExecutionTime, selectedProcess;bool found;while （true) ｛found ＝ false;minExecutionTime ＝ INT_MAX;selectedProcess ＝－1;for （int i ＝ 0; i ＜ numProcesses; i+＋）｛if （processesiarrivalTime ＜＝ currentTime ＆＆processesiremainingTime ＜ minExecutionTime ＆＆processesiremainingTime ＞ 0) ｛found ＝ true;minExecutionTime ＝ processesiremainingTime;selectedProcess ＝ i;｝｝if （！found) ｛break;｝processesselectedProcessstartTime ＝ currentTime;currentTime ＋＝ processesselectedProcessremainingTime;processesselectedProcessfinishTime ＝ currentTime;processesselectedProcesswaitingTime ＝processesselectedProcessstartTime processesselectedProcessarrivalTime;processesselectedProcessturnaroundTime ＝processesselectedProcessfinishTime processesselectedProcessarrivalTime;processesselectedProcessremainingTime ＝ 0;｝｝｀｀｀5、时间片轮转调度算法实现｀｀｀c+＋void rrScheduling(Process processes, int numProcesses, int timeSlice) ｛int currentTime ＝ 0;Queue<int> readyQueue;for （int i ＝ 0; i ＜ numProcesses; i+＋）｛readyQueueenqueue(i)；｝while （！readyQueueisEmpty(））｛int currentProcess ＝ readyQueuedequeue(）；if （processescurrentProcessarrivalTime ＞ currentTime) ｛currentTime ＝ processescurrentProcessarrivalTime;｝if （processescurrentProcessremainingTime ＜＝ timeSlice) ｛currentTime ＋＝ processescurrentProcessremainingTime;processescurrentProcessfinishTime ＝ currentTime;processescurrentProcesswaitingTime ＝processescurrentProcessstartTime processescurrentProcessarrivalTime;processescurrentProcessturnaroundTime ＝processescurrentProcessfinishTime processescurrentProcessarrivalTime;processescurrentProcessremainingTime ＝ 0;｝ else ｛currentTime ＋＝ timeSlice;processescurrentProcessremainingTime ＝ timeSlice;readyQueueenqueue(currentProcess)；｝｝｝｀｀｀6、性能指标计算函数｀｀｀c+＋void calculatePerformanceMetrics(Process processes, int numProcesses, double& averageWaitingTime, double& averageTurnaroundTime) ｛double totalWaitingTime ＝ 0, totalTurnaroundTime ＝ 0;for （int i ＝ 0; i ＜ numProcesses; i+＋）｛totalWaitingTime ＋＝ processesiwaitingTime;totalTurnaroundTime ＋＝ processesiturnaroundTime;｝averageWaitingTime ＝ totalWaitingTime ／ numProcesses; averageTurnaroundTime ＝ totalTurnaroundTime ／ numProcesses;｝｀｀｀7、主函数｀｀｀c+＋int main(）｛Process processes100;int numProcesses ＝ 0;／／创建进程createProcess(processes, numProcesses, 1, 0, 5)；createProcess(processes, numProcesses, 2, 1, 3)；createProcess(processes, numProcesses, 3, 2, 4)；createProcess(processes, numProcesses, 4, 3, 2)；／／先来先服务调度fcfsScheduling(processes, numProcesses)；double fcfsAverageWaitingTime, fcfsAverageTurnaroundTime;calculatePerformanceMetrics(processes, numProcesses, fcfsAverageWaitingTime, fcfsAverageTurnaroundTime)；cout ＜＜＂先来先服务调度的平均等待时间：＂＜＜fcfsAverageWaitingTime ＜＜ endl;cout ＜＜＂先来先服务调度的平均周转时间：＂＜＜fcfsAverageTurnaroundTime ＜＜ endl;／／短作业优先调度sjfScheduling(processes, numProcesses)；double sjfAverageWaitingTime, sjfAverageTurnaroundTime;calculatePerformanceMetrics(processes, numProcesses, sjfAverageWaitingTime, sjfAverageTurnaroundTime)；cout ＜＜＂短作业优先调度的平均等待时间：＂＜＜sjfAverageWaitingTime ＜＜ endl;cout ＜＜＂短作业优先调度的平均周转时间：＂＜＜sjfAverageTurnaroundTime ＜＜ endl;／／时间片轮转调度（时间片为 2）rrScheduling(processes, numProcesses, 2)；double rrAverageWaitingTime, rrAverageTurnaroundTime;calculatePerformanceMetrics(processes, numProcesses, rrAverageWaitingTime, rrAverageTurnaroundTime)；cout ＜＜＂时间片轮转调度（时间片为 2）的平均等待时间：＂＜＜ rrAverageWaitingTime ＜＜ endl;cout ＜＜＂时间片轮转调度（时间片为 2）的平均周转时间：＂＜＜ rrAverageTurnaroundTime ＜＜ endl;return 0;｝｀｀｀六、实验结果与分析1、先来先服务调度平均等待时间：40平均周转时间：85分析：先来先服务调度算法简单直观，但对于短作业可能会造成较长的等待时间，导致平均等待时间和平均周转时间较长。
电大操作系统实验报告3_ 进程管理实验
电大操作系统实验报告3_ 进程管理实验电大操作系统实验报告 3 进程管理实验一、实验目的进程管理是操作系统的核心功能之一，本次实验的目的是通过实际操作和观察，深入理解进程的概念、状态转换、进程调度以及进程间的通信机制，掌握操作系统中进程管理的基本原理和方法，提高对操作系统的整体认识和实践能力。
二、实验环境本次实验使用的操作系统为 Windows 10，编程语言为 C 语言，开发工具为 Visual Studio 2019。
三、实验内容及步骤（一）进程的创建与终止1、编写一个 C 程序，使用系统调用创建一个子进程。
2、在父进程和子进程中分别输出各自的进程 ID 和父进程 ID。
3、子进程执行一段简单的计算任务，父进程等待子进程结束后输出结束信息。
以下是实现上述功能的 C 程序代码：｀｀｀cinclude ＜stdioh>include ＜stdlibh>include ＜unistdh>int main(）｛pid_t pid;pid ＝ fork(）；if （pid ＜ 0) ｛printf(＂创建子进程失败\n"）；return 1;｝ else if （pid ＝＝ 0) ｛printf(＂子进程：我的进程 ID 是％d，父进程 ID 是％d\n"，getpid(）， getppid(））；int result ＝ 2 ＋ 3;printf(＂子进程计算结果：2 ＋ 3 ＝％d\n"， result)；exit(0)；｝ else ｛printf(＂父进程：我的进程 ID 是％d，子进程 ID 是％d\n"，getpid(）， pid)；wait(NULL)；printf(＂子进程已结束\n"）；｝return 0;｝｀｀｀编译并运行上述程序，可以观察到父进程和子进程的输出信息，验证了进程的创建和终止过程。
（二）进程的状态转换1、编写一个 C 程序，创建一个子进程，子进程进入睡眠状态一段时间，然后被唤醒并输出状态转换信息。
操作系统实验一模拟进程状态转换
操作系统实验一模拟进程状态转换四、运行结果：图1 创建2个进程，因为这时cpu空闲所以内核调度，b优先级高先执行图2 超时，因为这时cpu空闲所以内核调度，b优先级还是比a高所以先执行图3 2个进程均被阻塞，其中一旦进程被阻塞就会引发调度图4 唤醒1个进程，从阻塞队列取队首放到就绪队列队尾，由于这时cpu空闲所以内核调度五、源代码：#include<cstdio>#include<algorithm>using namespace std;int Ready_len=0;int Blocked_len=0;int CPU_state=0;struct PCB{char name;int priority;int needtime;bool operator < (const PCB &b) const{return priority>b.priority;}};PCB Ready[100];PCB Blocked[100];PCB Cpu;bool dispatch();bool creat(int NUM){//创建一个新的进程while(NUM--){printf("输入进程名(一个字符)、所需时间(一个整数)、优先级(一个整数): \n");scanf("%s%d%d",&(Ready[Ready_len].name),&(Ready[Ready_len ].needtime),&(Ready[Ready_len].priority));getchar();Ready_len++;}if(CPU_state==0)//如果CPU空闲，则调度dispatch();}bool dispatch(){if(CPU_state==0){if(Ready_len!=0){sort(Ready,Ready+Ready_len);=Ready[0].name;Cpu.needtime=Ready[0].needtime;Cpu .priority=Ready[0].priority;if(Ready_len!=1)//就绪队列剔除队首元素for(int indx=1;indx<Ready_len;indx++){Ready[indx-1].name=Ready[indx].name;Ready[indx-1].needtime= Ready[indx].needtime;Ready[indx-1].priority=Ready[indx].priority;}Ready_len--;CPU_state=1;printf("***%c进程送往CPU执行\n",);Cpu.needtime--;Cpu.priority--;}else{printf("***就绪队列为空，无法调度\n");return false;}}else{printf("***CPU忙，无法调度\n");}}bool time_out(){if(CPU_state==1){if(Cpu.needtime==0)printf("***%c时间片用完，并且执行完毕，被释放\n",);else{Ready[Ready_len].name=;Ready[Ready_len].needtime= Cpu.needtime;Ready[Ready_len].priority=Cpu.priority;Ready_len++;printf("***%c时间片用完\n",);}CPU_state=0;=0;Cpu.needtime=0;Cpu.priority=0;if(Ready_len!=0)//时间片用完，如果就绪队列不为空，则调度dispatch();}else{printf("***没有进程在CPU中，无法超时\n");}}bool event_wait(){if(CPU_state==1){Blocked[Blocked_len].name=;Blocked[Blocked_len].n eedtime=Cpu.needtime;Blocked[Blocked_len].priority=Cpu.priority;Blocked_len++;printf("***%c被阻塞\n",);CPU_state=0;if(Ready_len!=0)//进程被阻塞，如果就绪队列不为空，则调度dispatch();}elseprintf("***没有进程在CPU中，无法阻塞\n");}bool event_occur(){if(Blocked_len!=0){//sort(Blocked,Blocked+Blocked_len);Ready[Ready_len].name=Blocked[0].name;Ready[Ready_len].nee dtime=Blocked[0].needtime;Ready[Ready_len].priority=Blocked[0]. priority;Ready_len++;if(Blocked_len!=1)//阻塞队列剔除队首元素for(int indx=1;indx<Blocked_len;indx++){Blocked[indx-1].name=Blocked[indx].name;Blocked[indx-1].needti me=Blocked[indx].needtime;Blocked[indx-1].priority=Blocked[indx]. priority;}Blocked_len--;//printf("%d %d",Blocked_len,Ready_len);printf("***%c被唤醒\n",Ready[Ready_len-1].name);if(CPU_state==0)//如果CPU空闲，则调度dispatch();//printf("%d %d",Blocked_len,Ready_len);}elseprintf("***阻塞队列为空，无法唤醒\n");}int main(){int Cputime=1;while(1){printf("\n1:New\t\t\t2:Dispatch\n");printf("3:Timeout\t\t4:Event wait\n");printf("5:Event occur\t\t0:exit\n");printf("输入1--5实现相应的功能：\n");int select;scanf("%d",&select);getchar();switch(select){case 1:int num;printf("输入要创建的进程数：\n");scanf("%d",&num);getchar();creat(num);break;case 2:dispatch();break;case 3:time_out();break;case 4:event_wait();break;case 5:event_occur();break;case 0:exit(0);break;}printf("****************************Cputime:%3d********************* *******\n",Cputime);printf("状态\t\t进程名\t\t需要时间\t\t优先级\n");if(CPU_state){//显示CPU中的进程printf("Running:\t%c\t\t",);printf("%d\t\t\t",Cpu.needtime);printf("%d\n",Cpu.priority);}if(Ready_len){//显示Ready队列中的进程for(int a=0;a<Ready_len;a++){printf("Ready%d:\t\t",a);printf("%c\t\t",Ready[a].name);printf("%d\t\t\t",Ready[a].needtime);printf("%d\n",Ready[a].priority);}}if(Blocked_len){//显示Blocked队列中的程序for(int b=0;b<Blocked_len;b++){printf("Blocked%d:\t",b);printf("%c\t\t",Blocked[b].name);printf("%d\t\t\t",Blocked[b].needtime);printf("%d\n",Blocked[b].priority);}}printf("**************************************************************** ***\n");Cputime++;} }。
操作系统进程的三种状态的转换实验报告
3.设计出可视性较好的界面，应能反映出进程状态的变化引起的对应内容。
4.代码书写要规范，要适当地加入注释。
5.编译并调试自己编写的程序，是程序编译成功。
6.检查运行的结果是否正确。
四、实验结果（含算法说明、程序、数据记录及分析等，可附页）
五、实验思考题
利用C语言编写了一个模拟Windows进程三种状态之间的转换的程序，虽然肥城精简，但是我从中学到的很多知识点，学会了编写程序时的一些技巧，为自己以后更加深造打下了坚实的基础和使自己更好的理解Windows如何更好的管理进程。
六、实验总结（含实验心得体会，收获与不足等）
通过这次实验让我受益匪浅，不仅明白了自己以前不知道如何定义和应用结构体，还提高了自己的编程能力，调试程序的能力，使自己的编程能力有了大幅度的提高。使自己更好的理解进程的概念和进程的三种状态之间转换的过程和他们之间的关系。为自己以后复习打下了夯实的基础。
1）根据课本第三章的内容设计并实现一个模拟进程状态转换。
2）独立编写和调试程序。进程的数目，进程的状态模型自行选择。
3）合理设计进程相对应的数据结构，内容要包括进程的基本信息。
4）是进程的三种状态之间的转化清晰的显示。
三、实验过程及步骤（包含使用软件或实验设备等情况）
1.打开DEV-C++,新建一个源代码文件
实验报告
实验名称
进程三种状态的转换
专业
计算机
课程名称
操作系统
指导老师
张海燕
班级
二表一班
姓名
刘广法
学号
11100140109
评分
实验地点
1cபைடு நூலகம்6217
实验一 进程状态转换
实验一进程的状态及其转换一、实验目的:自行编制模拟程序，通过形象化的状态显示，加深理解进程的概念、进程之间的状态转换及其所带来的PCB内容、组织的变化，理解进程与其PCB间的一一对应关系。
二、实验内容及要求：1)设计并实现一个模拟进程状态转换及其相应PCB内容、组织结构变化的程序。
2)独立编写、调试程序。
进程的数目、进程的状态模型（三状态、五状态、七状态或其它）以及PCB的组织形式可自行选择。
3)合理设计与进程PCB相对应的数据结构。
PCB的内容要涵盖进程的基本信息、控制信息、资源需求及现场信息。
4)设计出可视性较好的界面，应能反映出进程状态的变化引起的对应PCB内容、组织结构的变化。
三、程序流程图：四、使用的数据结构及说明：在本实验中，主要用到的数据结构是PCB的结构，其中PCB的数据结构如下：struct PCB{int P_Id; //PCB的ID号char P_Name[10]; //PCB的名称char P_State[10]; //PCB状态int P_Runtime; //PCB的所需要的运行时间int P_Requiry; //PCB所需要的资源要求struct PCB * next ; //PCB块的下一个指针} ;其中，P_Id,和P_Name用来标示一个进程，而P_State用来标示进程的五种状态：Create_state,Ready_state,Block_state,Run_state,Exit_state。
P_Runtime标示要完成一个进程所需要的时间。
P_Requiry标示一个进程的执行所需要的其他条件，当其他的条件满足，则P_Requiry置1，否则置0。
Struct PCB * next 用来指向同一队列中的下一个PCB 块。
五、参考程序源代码:#include"stdlib.h"#include"stdio.h"#include"string.h"#include <windows.h>/*全局结构体及变量定义*/struct PCB{int P_Id; //PCB的ID号char P_Name[10]; //PCB的名称char P_State[10]; //PCB状态int P_Runtime; //PCB的所需要的运行时间int P_Requiry; //PCB所需要的资源要求struct PCB * next ; //PCB块的下一个指针} ;struct PCB * Create_state; //创建状态struct PCB * Run_state; //运行状态struct PCB * Ready_state; //就绪状态struct PCB * Block_state; //阻塞状态struct PCB * Exit_state; //退出状态int signal4=0; //标示进程4的完成状态int signal5=0; //标示进程5的完成状态void InsertQueue(struct PCB **head,struct PCB *node) //将进程插入到队列的尾部{struct PCB * p,*q;node->next=NULL;if(*head==NULL) //如果队列为空{*head=node;}else //队列不空{p=*head;q=p->next;while(q!=NULL) //找到最后的元素位置{p=q;q=q->next;}p->next=node; //将节点插入队列}}void DeleteQueue(struct PCB **head,struct PCB *node)//撤销进程，从队列中删除元素{struct PCB *p,*q;p=node;q=*head;if(*head==NULL||node==NULL) //如果队列为空，返回return ;if(*head==node) //如果要删除的元素是队首元素{*head=(*head)->next;return;}else //如果不是队列的首元素{while(q->next!=p&&q->next!=NULL)q=q->next;q=p->next;p->next=NULL;}}void Display_Process(struct PCB * node) //打印进程状态的元素函数{printf("\n\nthis process Id is : %d \n",node->P_Id);printf("this process name is : %s \n",node->P_Name);printf("this process state is : on %s \n ",node->P_State);printf("this process Runtime is : %d \n",node->P_Runtime);if(node->P_Requiry)printf("this process resource is ready \n");elseprintf("this process resource is not ready ! \n");}void DispatchToBlock(struct PCB *node) //调度到阻塞状态的函数{if(!node->P_Requiry) //如果所需要的资源没有满足则，调度到阻塞状态 {strcpy(node->P_State,"block");InsertQueue(&Block_state,node); //插入到阻塞队列Display_Process(node);}}void DispatchToReady(struct PCB *node) //调度到就绪状态的函数{if(node->P_Requiry) //如果所需的资源满足，则调度{strcpy(node->P_State,"Ready");InsertQueue(&Ready_state,node);Display_Process(node);}}void DispatchBlockToReady() //从阻塞状态调度到就绪状态函数{struct PCB*p,*q;q=Block_state;while(q!=NULL) //如果阻塞状态队列不空{p=q;q=q->next;if(signal4&&p->P_Id==1) //如果所需要的资源满足{p->P_Requiry=1;DeleteQueue(&Block_state,p);strcpy(p->P_State,"ready");InsertQueue(&Ready_state,p);printf("process1 will be in the state of ready!\n");Display_Process(p);}if(signal5&&p->P_Id==2){p->P_Requiry=1;DeleteQueue(&Block_state,p);strcpy(p->P_State,"ready");InsertQueue(&Ready_state,p);printf("process2 will be in the state of ready!\n");Display_Process(p);}}}void Create_Process() //创建进程函数{int i;struct PCB *p;char name[10];strcpy(name,"process");for(i=1;i<3;i++) //动态创建2个处于阻塞状态的进程{p=(struct PCB *)malloc(sizeof(struct PCB));p->P_Id=i;name[7]=i+'0';name[8]='\0';strcpy(p->P_Name,name);strcpy(p->P_State,"create");p->P_Runtime=1; //所需要的时间片为1p->P_Requiry=0;Display_Process(p);Sleep(4000);printf(" \n process%d will be in the state of Block, waiting the resource ready \n\n",i);DispatchToBlock(p); //同时调度到阻塞队列}for(i=3;i<7;i++) //创建4个就绪状态的队列{p=(struct PCB *)malloc(sizeof(struct PCB));p->P_Id=i;name[7]=i+'0';name[8]='\0';strcpy(p->P_Name,name);strcpy(p->P_State,"create");p->P_Requiry=1;if(i==6) //在这里个进程6所需要的时间片为2 p->P_Runtime=2;elsep->P_Runtime=1;Display_Process(p);Sleep(4000);printf(" \n process%d will be in the state of Ready, waiting to run \n\n",i); DispatchToReady(p);}}void display(struct PCB **head) //打印各个状态队列里进程数目{struct PCB *p;p=*head;while(p!=NULL){Sleep(2000);printf("\n\nthis process Id is : %d \n",p->P_Id);printf("this process name is : %s \n",p->P_Name);printf("this process state is : on %s \n ",p->P_State);printf("this process Runtime is : %d \n",p->P_Runtime);if(p->P_Requiry)printf("this process resource is ready \n");elseprintf("this process resource is not ready ! \n");p=p->next;}}void Process_Run() //进程运行函数{struct PCB *p;while(Ready_state!=NULL) //就绪队列不空则继续执行{p=Ready_state;if(p->P_Runtime<=0) break; //如果时间片执行完了，则跳出循环 strcpy(p->P_State,"running");Display_Process(p);p->P_Runtime=p->P_Runtime-1;Sleep(4000);if(p->P_Runtime>0) //没有完成，则进入就绪队列{printf("this process is not finished,will be dispatch to the ready queue!!\n");DeleteQueue(&Ready_state,p);strcpy(p->P_State,"ready");InsertQueue(&Ready_state,p);Display_Process(p);}else //执行完成，则跳出，并发送相应的信息{printf("\n\nProcess%d is finished and will be in the state of exit!\n\n",p->P_Id);if(p->P_Id==4) signal4=1;if(p->P_Id==5) signal5=1;DeleteQueue(&Ready_state,p);}if(signal4||signal5)DispatchBlockToReady(); //如果资源满足，则将进程调度到就绪队列 }if(Ready_state==NULL)printf("\nthere is no process ready!\n STOP Machine!!!\n");}void main(int argc,char * argv[]) //主函数{char c='c'; //界面printf("\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\ \n"); printf("...................................Ding Hai bo\n");printf("......Press s to start the process.......\n");scanf("%c",&c);while(1){if(c=='s'||c=='S')break;scanf("%c",&c);}Create_Process(); //调用创建进程函数printf("\n>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>\n");printf("\n>>>>>>> Display the Ready queue >>>>>>>>>>>>>>>\n");Sleep(5000);display(&Ready_state); ////////////////显示就绪队列里的进程printf("\n>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>\n");printf("\n>>>>>>>> Display the Block queue >>>>>>>>>>>>\n");Sleep(5000); //显示阻塞队列函数display(&Block_state); /////////////////////printf("\n>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>\n\n\n");printf("\n>>>>>>>> Now the process start to run >>>>>>>>>>>\n"); Sleep(5000);Process_Run(); //调用进程运行函数}六．程序使用说明：1）输入字符‘s’启动程序2）程序将自动执行，自动创建进程，运行进程和结束进程。
进程的管理实验报告结论
一、实验背景及目的进程是操作系统中基本的活动单位，进程管理是操作系统核心功能之一。
为了深入理解进程的概念、进程状态转换、进程同步与互斥等知识，我们进行了进程管理实验。
本次实验旨在通过编写程序，模拟进程的创建、调度、同步与互斥等操作，加深对进程管理的理解。
二、实验内容及方法1. 进程创建与状态转换（1）使用系统调用fork()创建子进程，观察父进程和子进程的状态转换过程。
（2）使用系统调用exec()替换子进程的内容，观察子进程状态变化。
2. 进程调度（1）编写进程调度程序，实现最高优先数优先调度算法和先来先服务调度算法。
（2）模拟进程就绪队列，观察调度算法对进程执行顺序的影响。
3. 进程同步与互斥（1）使用信号量实现进程同步，观察进程同步效果。
（2）使用互斥锁实现进程互斥，观察进程互斥效果。
4. 进程通信（1）使用管道实现进程间通信，观察通信效果。
（2）使用共享内存实现进程间通信，观察通信效果。
三、实验结果与分析1. 进程创建与状态转换实验结果显示，使用fork()创建子进程后，父进程和子进程的状态均为运行态。
当父进程调用exec()替换子进程内容后，子进程状态变为僵尸态，父进程状态变为运行态。
这说明进程在创建和替换过程中，其状态发生了相应的变化。
2. 进程调度实验结果显示，最高优先数优先调度算法和先来先服务调度算法均能正确执行。
最高优先数优先调度算法下，优先级高的进程先执行；先来先服务调度算法下，先到达的进程先执行。
这说明两种调度算法均能实现进程的合理调度。
3. 进程同步与互斥实验结果显示，使用信号量实现进程同步时，进程能正确地按照规定的顺序执行；使用互斥锁实现进程互斥时，进程能正确地实现互斥访问共享资源。
这说明信号量和互斥锁在进程同步与互斥方面具有重要作用。
4. 进程通信实验结果显示，使用管道实现进程间通信时，进程能正确地接收和发送数据；使用共享内存实现进程间通信时，进程能正确地访问共享内存中的数据。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
实验一模拟进程状态转换及其PCB的变化一、实验目的：自行编制模拟程序，通过形象化的状态显示，使学生理解进程的概念、进程之间的状态转换及其所带来的PCB内容、组织的变化，理解进程与其PCB间的一一对应关系。
二、实验内容及要求：（1）、设计并实现一个模拟进程状态转换及其相应PCB内容、组织结构变化的程序。
（2）、独立编写、调试程序。
进程的数目、进程的状态模型（三状态、五状态、七状态或其它）以及PCB的组织形式可自行选择。
（3）、合理设计与进程PCB相对应的数据结构。
PCB的内容要涵盖进程的基本信息、控制信息、资源需求及现场信息。
（4）、设计出可视性较好的界面，应能反映出进程状态的变化引起的对应PCB内容、组织结构的变化。
（5）、代码书写要规范，要适当地加入注释。
（6）、鼓励在实验中加入新的观点或想法，并加以实现。
（7）、认真进行预习，完成预习报告。
（8）、实验完成后，要认真总结，完成实验报告。
三、实现:数据结构struct PCB{char name;int priority;int needtime;bool operator < (const PCB &b) const{ return priority>b.priority;}};五状态进程模型最高优先数优先调度算法流程图四、运行结果：图1 创建2个进程，因为这时cpu空闲所以内核调度，b优先级高先执行图2 超时，因为这时cpu空闲所以内核调度，b优先级还是比a高所以先执行图3 2个进程均被阻塞，其中一旦进程被阻塞就会引发调度图4 唤醒1个进程，从阻塞队列取队首放到就绪队列队尾，由于这时cpu空闲所以内核调度五、源代码：#include<cstdio>#include<algorithm>using namespace std;int Ready_len=0;int Blocked_len=0;int CPU_state=0;struct PCB{char name;int priority;int needtime;bool operator < (const PCB &b) const{return priority>b.priority;}};PCB Ready[100];PCB Blocked[100];PCB Cpu;bool dispatch();bool creat(int NUM){//创建一个新的进程while(NUM--){printf("输入进程名(一个字符)、所需时间(一个整数)、优先级(一个整数): \n");scanf("%s%d%d",&(Ready[Ready_len].name),&(Ready[Ready_len].needt ime),&(Ready[Ready_len].priority));getchar();Ready_len++;}if(CPU_state==0)//如果CPU空闲，则调度dispatch();}bool dispatch(){if(CPU_state==0){if(Ready_len!=0){sort(Ready,Ready+Ready_len);=Ready[0].name;Cpu.needtime=Ready[0].needtime;Cpu.pri ority=Ready[0].priority;if(Ready_len!=1)//就绪队列剔除队首元素for(int indx=1;indx<Ready_len;indx++){Ready[indx-1].name=Ready[indx].name;Ready[indx-1].needtime=Ready[indx].needtime;Ready[indx-1].priority=Ready[indx].priority;}Ready_len--;CPU_state=1;printf("***%c进程送往CPU执行\n",);Cpu.needtime--;Cpu.priority--;}else{printf("***就绪队列为空，无法调度\n");return false;}}else{printf("***CPU忙，无法调度\n");}}bool time_out(){if(CPU_state==1){if(Cpu.needtime==0)printf("***%c时间片用完，并且执行完毕，被释放\n",);else{Ready[Ready_len].name=;Ready[Ready_len].needtime=Cp u.needtime;Ready[Ready_len].priority=Cpu.priority;Ready_len++;printf("***%c时间片用完\n",);}CPU_state=0;=0;Cpu.needtime=0;Cpu.priority=0;if(Ready_len!=0)//时间片用完，如果就绪队列不为空，则调度dispatch();}else{printf("***没有进程在CPU中，无法超时\n");}}bool event_wait(){if(CPU_state==1){Blocked[Blocked_len].name=;Blocked[Blocked_len].needtime=Cpu.needtime;Blocked[Blocked_len].priority=Cpu.priority;Blocked_len++;printf("***%c被阻塞\n",);CPU_state=0;if(Ready_len!=0)//进程被阻塞，如果就绪队列不为空，则调度dispatch();}elseprintf("***没有进程在CPU中，无法阻塞\n");}bool event_occur(){if(Blocked_len!=0){//sort(Blocked,Blocked+Blocked_len);Ready[Ready_len].name=Blocked[0].name;Ready[Ready_len].needtim e=Blocked[0].needtime;Ready[Ready_len].priority=Blocked[0].priority;Ready_len++;if(Blocked_len!=1)//阻塞队列剔除队首元素for(int indx=1;indx<Blocked_len;indx++){Blocked[indx-1].name=Blocked[indx].name;Blocked[indx-1].needtime=Blocked[indx].needtime;Blocked[indx-1].priority=Blocked[indx].priority;}Blocked_len--;//printf("%d %d",Blocked_len,Ready_len);printf("***%c被唤醒\n",Ready[Ready_len-1].name);if(CPU_state==0)//如果CPU空闲，则调度dispatch();//printf("%d %d",Blocked_len,Ready_len);}elseprintf("***阻塞队列为空，无法唤醒\n");}int main(){int Cputime=1;while(1){printf("\n1:New\t\t\t2:Dispatch\n");printf("3:Timeout\t\t4:Event wait\n");printf("5:Event occur\t\t0:exit\n");printf("输入1--5实现相应的功能：\n");int select;scanf("%d",&select);getchar();switch(select){case 1:int num;printf("输入要创建的进程数：\n");scanf("%d",&num);getchar();creat(num);break;case 2:dispatch();break;case 3:time_out();break;case 4:event_wait();break;case 5:event_occur();break;case 0:exit(0);break;}printf("****************************Cputime:%3d******************** ********\n",Cputime);printf("状态\t\t进程名\t\t需要时间\t\t优先级\n");if(CPU_state){//显示CPU中的进程printf("Running:\t%c\t\t",);printf("%d\t\t\t",Cpu.needtime);printf("%d\n",Cpu.priority);}if(Ready_len){//显示Ready队列中的进程for(int a=0;a<Ready_len;a++){printf("Ready%d:\t\t",a);printf("%c\t\t",Ready[a].name);printf("%d\t\t\t",Ready[a].needtime);printf("%d\n",Ready[a].priority);}}if(Blocked_len){//显示Blocked队列中的程序for(int b=0;b<Blocked_len;b++){printf("Blocked%d:\t",b);printf("%c\t\t",Blocked[b].name);printf("%d\t\t\t",Blocked[b].needtime);printf("%d\n",Blocked[b].priority);}}printf("************************************************************* ******\n");Cputime++;}}。