操作系统进程管理与调度的模拟
操作系统实验报告进程管理

操作系统实验报告进程管理操作系统实验报告:进程管理引言操作系统是计算机系统中的核心软件,负责管理计算机的硬件资源和提供用户与计算机之间的接口。
进程管理是操作系统的重要功能之一,它负责对计算机中运行的各个进程进行管理和调度,以保证系统的高效运行。
本实验报告将介绍进程管理的基本概念、原理和实验结果。
一、进程管理的基本概念1. 进程与线程进程是计算机中正在运行的程序的实例,它拥有独立的内存空间和执行环境。
线程是进程中的一个执行单元,多个线程可以共享同一个进程的资源。
进程和线程是操作系统中最基本的执行单位。
2. 进程状态进程在运行过程中会经历不同的状态,常见的进程状态包括就绪、运行和阻塞。
就绪状态表示进程已经准备好执行,但还没有得到处理器的分配;运行状态表示进程正在执行;阻塞状态表示进程由于某些原因无法继续执行,需要等待某些事件的发生。
3. 进程调度进程调度是操作系统中的一个重要任务,它决定了哪个进程应该获得处理器的使用权。
常见的调度算法包括先来先服务(FCFS)、最短作业优先(SJF)和时间片轮转等。
二、进程管理的原理1. 进程控制块(PCB)PCB是操作系统中用于管理进程的数据结构,它包含了进程的各种属性和状态信息,如进程标识符、程序计数器、寄存器值等。
通过PCB,操作系统可以对进程进行管理和控制。
2. 进程创建与撤销进程的创建是指操作系统根据用户的请求创建一个新的进程。
进程的撤销是指操作系统根据某种条件或用户的请求终止一个正在运行的进程。
进程的创建和撤销是操作系统中的基本操作之一。
3. 进程同步与通信多个进程之间可能需要进行同步和通信,以实现数据共享和协作。
常见的进程同步与通信机制包括互斥锁、信号量和管道等。
三、实验结果与分析在本次实验中,我们使用了一个简单的进程管理模拟程序,模拟了进程的创建、撤销和调度过程。
通过该程序,我们可以观察到不同调度算法对系统性能的影响。
实验结果显示,先来先服务(FCFS)调度算法在一些情况下可能导致长作业等待时间过长,影响系统的响应速度。
实验三 模拟进程调度

实验三模拟进程调度一实验目的理解操作系统进程管理中进行进程调度的过程和编程方法,掌握先来先服务调度算法和最高优先数优先的调度算法,创建进程控制块PCB。
理解进程的状态及变化,动态显示每个进程的当前状态及进程的调度情况二实验要求编写一个允许多个进程并发执行的进程调度程序。
1)进程调度算法:进程的调度采用最高优先数优先的调度算法和先来先服务调度算法相结合的算法,并且采用动态优先数策略,选择进程占用处理器后该进程仅能使用一个时间片,运行完后优先数减1。
2)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.3)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)。
进程的到达时间为输入进程的时间。
4)进程的运行时间以时间片为单位进行计算。
5)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。
.6)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。
7)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。
8)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三概要设计进程控制块:描述进程的状态信息,用结构体定义typedef struct process{ char name[10]; //进程名int priority; //优先数Time ReachTime; //到达时间Time NeedTime; //需要运行时间Time UsedTime; //已用时间char state; //进程状态}PCB; //进程控制块图1.进程调度模拟程序模块图算法思想:定义结构体PCB描述进程的进程控制块,定义数组PCB pcb[Max]存放进程。
操作系统实验二:进程管理

操作系统实验二:进程管理操作系统实验二:进程管理篇一:操作系统实验报告实验一进程管理一、目的进程调度是处理机管理的核心内容。
本实验要求编写和调试一个简单的进程调度程序。
通过本实验加深理解有关进程控制块、进程队列的概念,并体会和了解进程调度算法的具体实施办法。
二、实验内容及要求1、设计进程控制块PCB的结构(PCB结构通常包括以下信息:进程名(进程ID)、进程优先数、轮转时间片、进程所占用的CPU时间、进程的状态、当前队列指针等。
可根据实验的不同,PCB结构的内容可以作适当的增删)。
为了便于处理,程序中的某进程运行时间以时间片为单位计算。
各进程的轮转时间数以及进程需运行的时间片数的初始值均由用户给定。
2、系统资源(r1…rw),共有w类,每类数目为r1…rw。
随机产生n进程Pi(id,s(j,k)t),0<=i<=n,0<=j<=m,0<=k<=dt为总运行时间,在运行过程中,会随机申请新的资源。
3、每个进程可有三个状态(即就绪状态W、运行状态R、等待或阻塞状态B),并假设初始状态为就绪状态。
建立进程就绪队列。
4、编制进程调度算法:时间片轮转调度算法本程序用该算法对n个进程进行调度,进程每执行一次,CPU时间片数加1,进程还需要的时间片数减1。
在调度算法中,采用固定时间片(即:每执行一次进程,该进程的执行时间片数为已执行了1个单位),这时,CPU时间片数加1,进程还需要的时间片数减1,并排列到就绪队列的尾上。
三、实验环境操作系统环境:Windows系统。
编程语言:C#。
四、实验思路和设计1、程序流程图2、主要程序代码//PCB结构体struct pcb{public int id; //进程IDpublic int ra; //所需资源A的数量public int rb; //所需资源B的数量public int rc; //所需资源C的数量public int ntime; //所需的时间片个数public int rtime; //已经运行的时间片个数public char state; //进程状态,W(等待)、R(运行)、B(阻塞)//public int next;}ArrayList hready = new ArrayList();ArrayList hblock = new ArrayList();Random random = new Random();//ArrayList p = new ArrayList();int m, n, r, a,a1, b,b1, c,c1, h = 0, i = 1, time1Inteval;//m为要模拟的进程个数,n为初始化进程个数//r为可随机产生的进程数(r=m-n)//a,b,c分别为A,B,C三类资源的总量//i为进城计数,i=1…n//h为运行的时间片次数,time1Inteval为时间片大小(毫秒)//对进程进行初始化,建立就绪数组、阻塞数组。
全国自考操作系统(进程管理)模拟试卷1(题后含答案及解析)

全国自考操作系统(进程管理)模拟试卷1(题后含答案及解析) 题型有:1. 单项选择题 3. 填空题 4. 简答题 6. 判断题单项选择题1.下列作业调度算法中,作业平均周转时间最短的是_______。
A.先来先服务法B.短作业优先法C.优先数法D.时间片轮转法正确答案:B 涉及知识点:进程管理2.作业调度程序从处于_______态的队列中选取适当的作业调入主系统。
A.就绪B.提交C.后备D.等待正确答案:C 涉及知识点:进程管理3.一个进程_______必定会引起进程切换。
A.被创建后进入就绪态B.收到软中断信号后C.从运行态变为阻塞态D.从阻塞态变为就绪态正确答案:C 涉及知识点:进程管理4.一个运行的进程用完了分配给它的时间片后,它的状态转变为_______态。
A.阻塞B.睡眠C.就绪D.终止正确答案:C解析:一个运行的进程用完了分配给它的时间片,说明它本身逻辑上还能执行,且还需执行,它的状态转变为就绪状态。
知识模块:进程管理5.在UNIX系统中,下列proc结构的成员中与进程图像的调入有关的是_______。
A.p_sigB.p_timeC.p_cpuD.p_nice正确答案:B解析:进程图像的换入算法是找出在盘交换区的就绪进程,按它们在外存驻留时间p_time从长到短的次序逐个将它们换入内存,直至全部调入或内存无足够空闲区为止。
知识模块:进程管理6.CPU的执行状态分为系统态和用户态,从用户态转换到系统态的唯一途径是通过_______。
A.修改程序状态字B.中断屏蔽C.系统调用D.进程调度程序正确答案:C 涉及知识点:进程管理7.UNIX系统中,在下列的_______情况时,设置runrun标志。
A.进程因等待某一事件进入了高低优先权睡眠状态B.进程将盘交换区的SRUN状态进程调入内存C.在唤醒睡眠进程时,发现该进程优先数比curpri小D.进程完成了预定任务,进入了SZOMB状态正确答案:C 涉及知识点:进程管理8.在UNIX系统中,当0号进程在sched函数中找不到合适的换出进程时,就将全局标志变量_______置位。
操作系统进程管理与调度

操作系统进程管理与调度随着计算机技术的不断发展,操作系统作为计算机系统的核心组成部分,起着重要的作用。
其中,进程管理与调度是操作系统的重要功能之一。
本文将探讨操作系统中的进程管理与调度相关的概念、原理、算法等内容。
一、进程管理概述进程是指计算机中正在运行的程序实例,是操作系统资源分配的基本单位。
进程管理包括进程的创建、撤销、状态转换、同步与通信等,是操作系统中的重要任务。
1. 进程的创建与撤销进程的创建是指在系统中产生一个新的进程,包括向系统申请资源、分配资源等步骤。
进程的撤销是指终止一个正在运行的进程,释放其所占用的系统资源。
2. 进程的状态转换进程在运行过程中会经历不同的状态,包括就绪态、运行态和阻塞态。
进程状态的转换是指进程在不同状态之间的切换过程,由操作系统根据不同的事件来进行调度和管理。
3. 进程的同步与通信多个进程之间需要进行数据的交换和相互合作,进程的同步与通信机制在这一过程中起到关键作用。
常见的进程同步与通信机制包括信号量、管程、消息传递等。
二、进程调度算法进程调度是操作系统中的一个重要功能,主要负责决定哪些进程可以占用处理器执行,以及在何时执行。
根据不同的调度策略和算法,可以实现不同的调度效果。
1. 先来先服务(FCFS)先来先服务是最简单的调度算法,按照进程到达的顺序进行调度。
当一个进程执行完毕或发生阻塞时,下一个进程按照就绪队列的顺序进行调度。
但是,FCFS算法容易产生“饥饿”现象,导致长作业等待时间过长。
2. 短作业优先(SJF)短作业优先调度算法是根据进程的执行时间进行调度,执行时间短的进程优先执行。
短作业优先算法可以减少平均等待时间,但是对于长作业可能会产生不公平现象。
3. 时间片轮转(RR)时间片轮转调度算法是按照时间片的大小进行调度,每个进程按照顺序执行一个时间片后,切换到下一个进程。
时间片轮转算法可以保证每个进程都能得到一定的执行机会,但是对于长时间运行的进程可能效果较差。
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。
模拟调度实验报告(3篇)

第1篇一、实验背景进程调度是操作系统核心功能之一,它负责在多道程序环境下,按照一定的策略对进程进行调度,以确保系统资源的合理分配和高效利用。
为了加深对进程调度算法的理解,本次实验采用模拟的方式,实现了先来先服务(FCFS)、时间片轮转(RR)和动态优先级调度(DP)三种算法,并对实验过程进行了详细记录和分析。
二、实验目的1. 理解进程调度的基本原理和不同调度算法的特点。
2. 掌握进程控制块(PCB)的设计与实现。
3. 通过模拟实验,验证三种调度算法的执行效果。
三、实验环境1. 操作系统:Windows 102. 编程语言:C++3. 开发环境:Visual Studio 2019四、实验内容1. 定义进程控制块(PCB)进程控制块是操作系统用于描述和管理进程的实体,它包含了进程的基本信息。
本实验中,PCB包含以下字段:- 进程ID:唯一标识一个进程。
- 到达时间:进程进入就绪队列的时间。
- 需要运行时间:进程完成所需的时间。
- 已运行时间:进程已运行的时间。
- 状态:进程当前的状态(就绪、运行、阻塞、完成)。
2. 实现三种调度算法(1)先来先服务(FCFS)算法FCFS算法按照进程到达就绪队列的顺序进行调度,先到先服务。
具体实现如下:- 将进程按照到达时间排序,形成就绪队列。
- 遍历就绪队列,依次执行进程,直到进程完成或被阻塞。
(2)时间片轮转(RR)算法RR算法将CPU时间划分为时间片,每个进程运行一个时间片后,让出CPU,等待下一个时间片。
具体实现如下:- 设置一个时间片大小。
- 将进程按照到达时间排序,形成就绪队列。
- 遍历就绪队列,每个进程执行一个时间片,如果进程未完成,则将其加入就绪队列队尾。
(3)动态优先级调度(DP)算法DP算法根据进程的优先级进行调度,优先级高的进程优先执行。
具体实现如下:- 设置一个优先级阈值,当进程的优先级高于阈值时,将其加入就绪队列。
- 遍历就绪队列,选择优先级最高的进程执行,直到进程完成或被阻塞。
操作系统进程调度实验报告

操作系统进程调度实验报告操作系统进程调度实验报告引言:操作系统是计算机系统中的核心软件之一,负责管理计算机的硬件资源并提供用户与计算机硬件之间的接口。
进程调度作为操作系统的重要功能之一,负责决定哪个进程可以获得处理器的使用权,以及进程如何在处理器上运行。
本实验旨在通过设计和实现一个简单的进程调度算法,加深对操作系统进程调度原理的理解。
一、实验目的本实验的主要目的是通过编写代码模拟操作系统的进程调度过程,掌握进程调度算法的实现方法,深入理解不同调度算法的特点和适用场景。
二、实验环境本实验使用C语言进行编程实现,可在Linux或Windows系统下进行。
三、实验内容1. 进程调度算法的选择在本实验中,我们选择了最简单的先来先服务(FCFS)调度算法作为实现对象。
FCFS算法按照进程到达的先后顺序进行调度,即先到先服务。
这种调度算法的优点是简单易实现,但缺点是无法适应不同进程的执行时间差异,可能导致长作业效应。
2. 进程调度的数据结构在实现进程调度算法时,我们需要定义进程的数据结构。
一个进程通常包含进程ID、到达时间、执行时间等信息。
我们可以使用结构体来表示一个进程,例如:```struct Process {int pid; // 进程IDint arrival_time; // 到达时间int burst_time; // 执行时间};```3. 进程调度算法的实现在FCFS调度算法中,我们需要按照进程到达的先后顺序进行调度。
具体实现时,可以使用一个队列来保存待调度的进程,并按照到达时间的先后顺序将进程入队。
然后,按照队列中的顺序依次执行进程,直到所有进程执行完毕。
4. 实验结果分析通过实现FCFS调度算法,我们可以观察到进程调度的过程和结果。
可以通过输出每个进程的执行顺序、等待时间和周转时间等指标来分析调度算法的效果。
通过比较不同调度算法的指标,可以得出不同算法的优缺点。
四、实验步骤1. 定义进程的数据结构,包括进程ID、到达时间和执行时间等信息。
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default:
cout<<"\n你的选择不正确,将以缺省值运行"<<endl;
os.SetStrategy(0);break;
}
cout<<"\n请输入你想建立的进程数量(最大20):";
scanf("%d",&max);
if (max<1||max>20)
List(char* nodetype="就绪");//构造函数,初始化
virtual ~List();
};
#endif // !defined(AFX_LIST_H__6D78FEEC_384C_415E_97A1_83FD6734BF4C__INCLUDED_)
// Os.h: interface for the Os class.
四、实验过程:
1、设计PCB和链表
A、PCB采用结构体设计,用于描述进程运行所需的全部信息,作为OS对并发执行的进程进行控制和管理的根据,其贯穿进程的整个生命周期,是进程存在的唯一标志。其结构图如下:
id
name
status
next
priority
IOdevice
IOreq
blockfor
timereq
PCB4
PCB5
PCB6
PCB7
PCB8
PCB9
...
4
3
0
8
7
9
0
1
链表类的数据及其所支持的操作如下图:
各操作函数功能说明如下:
Status AppendPCB(PCB *datap);
将指定PCB加入链表。
PCB *DeletePCB(int pid);删除指定的PCB结点
void DisplayList();显示整个链表
Status isEmpty();//判断链表是否为空
Status GetFirstPCB(PCB* &pcb);//取第一个结点
void SetStatus(char *s);//设置状态标识
void SetListHead(PCB*pcb);//设置头指针
void SetListTail(PCB*pcb);//设置尾指针
time_cpu
address
Id:进程内部标识符。用于标识一个进程name:进程外部标识符。也用于标识一个进程。
Status:进程当前状态。作为进程调度的参考。Priority:进程优先级。作为进程调度的参考。
Next:状态指针。用于指向同状态的下一个PCB
Iodevice:外设清单。作为进程调度的参考。Blockfor:阻塞原因,作为唤醒进程的标志。
PCBstatus status;//进程当前状态;
struct PCB *next;//指向同状态的下一个PCB
int priority;//进程优先级;
int IOdevice;//外设清单
int IOreq;//进程还需要的外部设备;
int blockfor;//阻塞原因;
int timereq;//进程要求的执行时间
strcpy(name,"Process");
}
cout<<"\n按任意键运行........"<<endl;
getch();
while(i<max)
{
i++;
_itoa(i,s,10);//系统函数,将数转换成10进制
strcpy(temp,name);
strcat(temp,s);
os.CreateProcess(temp);
void DisplayPCB(PCB *pcb);
显示PCB中的详细信息
PCB* FindPCB(int pid,PCB* &pre);
查找指定的结点
PCB* FindPCB(int pnum);
查找链表中的第pnum个结点
char* GetListStatus();
取得当前链表PCB结点的状态
int GetNodeNum();取得链表的结点数
void displayMenu()
{
cout<<"操作系统进程管理与调度的模拟"<<endl;
cout<<"1.先来先服务"<<endl;
cout<<"2.最短作业优先"<<endl;
cout<<"3.优先级算法"<<endl;
cout<<"4.时间片轮转算法"<<endl;
cout<<"0.退出"<<endl;
public:
Status AppendPCB(PCB *datap);//将指定PCB加入链表
PCB *DeletePCB(int pid);//删除指定的PCB结点
void DisplayList();//显示整个链表
void DisplayPCB(PCB *pcb);//显示PCB中的详细信息
//
#include "stdafx.h"
#include "List.h"
#include "Os.h"
#include <iostream>
#include <conio.h>
#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#include <process.H>
using namespace std;
void SetListTail(PCB*pcb);设置尾指针
List(char* nodetype="就绪");构造函数,初始化
virtual ~List();虚函数
链表的构造函数:
void List::SetNodeNum(int k)设置链表结点数
{NodeNum=k;return;}
void List::SetStatus(char *s);设置状态标识
PCB* FindPCB(int pid,PCB* &pre);//查找指定的结点
PCB* FindPCB(int pnum);//查找链表中的第pnum个结点
char* GetListStatus();//取得当前链表PCB结点的状态
int GetNodeNum();//取得链表的结点数
void SetNodeNum(int k);//设置链表结点数
#pragma once
#endif // _MSC_VER > 1000
#include "ConstVar.h"
#include <iostream>
using namespace std;
class Os;
typedef struct PCB
{
int id;//进程标识符;
char *name;//进程名字;
cout<<"请输入您的选择:1为缺省值---";
}
int main(int argc, char* argv[])
{
Os os;
int choice,max,i=0;
char name[80]="Process";
char s[10],temp[20];
while (1)
{
system("cls");
displayMenu();
scanf("%d",&choice);
switch(choice)
{
case 0:exit(0);break;
case 1:os.SetStrategy(0);break;
case 2:os.SetStrategy(1);break;
case 3:os.SetStrategy(2);break;
void SetNodeNum(int k);设置链表结点数
Status isEmpty();判断链表是否为空
Status GetFirstPCB(PCB* &pcb);取第一个结点
void SetStatus(char *s);设置状态标识
void SetListHead(PCB*pcb);设置头指针
#if !defined(AFX_LIST_H__6D78FEEC_384C_415E_97A1_83FD6734BF4C__INCLUDED_)
#define AFX_LIST_H__6D78FEEC_384C_415E_97A1_83FD6734BF4C__INCLUDED_
#if _MSC_VER > 1000
//cout<<temp<<endl;
}
os.scheduler();
_getch();
if(!cin) break;
}
/*return 0;*/
}
// List.h: interface for the List class.
//
//////////////////////////////////////////////////////////////////////
int time_cpu;//已经执行的时间;
void (*fuction)(Os *);//模拟进程要执行的代码的地址