课程设计的目的和意义

一． 课程设计的目的和意义 目的： 1. 根据课堂讲授内容，学生做相应的自主练习，消化课堂所讲解的内容。 2. 通过调试典型例题或习题积累调试程序的经验。 3. 通过完成辅导教材中的编程题，逐渐培养学生的编程能力，用计算机解决实际问题的能力。 意义： 1. 有助于加深我们对操作系统这门课程的理解，我们在课堂上学的都是基础理论知识，对于如何用程序语言来描述所学知识还是有一定难度。通过课程设计，我们可以真正理解其内涵。 2. 有利于我们逻辑思维的锻炼，程序设计能直接有效地训练学生的创新思维、培养分析问题、解决问题能力。即使是一个简单的程序，依然需要学生有条不理的构思。 3. 有利于培养严谨认真的学习态度，在程序设计过程里，当我们输入程序代码的时候，如果不够认真或细心，那么可能就导致语法错误，从而无法得出运行结果。那么，这个我们反复调试，反复修改的过程，其实也是对我们认真严谨治学的一个锻炼。 二 进程调度算法模拟 1 . 设计目的 通过动态优先权算法的模拟加深进程概念和进程调度过程的理解。 2 . 设计要求 写出带有完整标注的程序代码（可以用Java或C/C++实现，要求每个语句都要有标注）。 3 . 使用动态优先权的进程调度算法的模拟 3.1算法思路分析 动态优先权是指在创建进程时所赋予的优先权,可以随进程的推进或随其等待时间的增加而改变的,以便获得更好的调度性能. 若所有的进程都具有相同的优先权初值,则显然是最先进入就绪队列的进程,将因其动态优先权变得最高而优先获得处理机,此即FCFS算法. 因此，通过c程序模拟动态优先权程序调度算法，主要思路和方法就是，通

过结构体模拟计算机的控制模块，构造一个PCB结构体即进程控制块结构体，用来记录当前进程的的相关状态信息，包括进程标识符、处理机状态、进程调度信息、进程控制信息。并通过C语言模拟计算机的动态优先调度算法，对构建的PCB进程进行模拟调度和运行，从而实现用计算机对进程的调度过程进行过程模拟。主要要构建的函数有： 进程控制块函数input：输入各进程的基本信息 进程优先级排列函数sort：用于对进程的优先级进行排列 当前进程显示函数disp：用于显示当前进程 进程查看函数check：检查等待队列的进程是否进入就绪队列 进程就绪函数running：进程运行时间到，置就绪状态 系统将所有就绪队列按优先级高低排成一个队列，每次调度时，将CPU分配给优先级最高的进程，并令其执行一个时间片，而后中断，寻找并运行下一个优先级最高的进程。而所有进程的优先权在随进程的推进或随其等待时间的增加而增加，而被调度之后的程序则降低一定的优先级，从而使所有进程都有运行的机会，从而保证系统能在给定的时间内响应所有用户的请求。 优先权的变化规律可描述为: 由于等待时间与服务时间之和,就是系统对该作业的响应时间,故该优先权又相

当于响应比RP，即优先权=等待时间 要求服务时间要求服务时间。 被运行过的进程优先权减一。 3.2算法流程图 主流程图

开始

结束定义进程控制块PCB

若进程时间到，则将进程置就绪状态

输入进程想相关信息构造进程控制块，将pcb插入到队列中

显示当前进程检查等待队列是否进入就绪队列

进程优先级呈有序排列对进程优先级进行排序

N

Y

显示当前就绪队列及状态，被运行过的进程优先权减1

3.3主要数据结构设计 1. 包含PCB信息的结构体 （1） 进程标识数ID。 （2） 进程优先级PRIORITY，并规定优先级越大的进程，其优先权越高。 （3） 进程已占用的CPU时间CPUTIME。 （4） 进程还需占用的CPU时间ALLTIME。当进程运行完毕时，ALLTIME变为0 （5） 进程的阻塞时间STARTBLOCK，表示当进程再运行STARTBLOCK个时间片后，进程将进入阻塞状态。 （6） 进程被阻塞的时间BLOCKTIME，表示已阻塞的进程再等待BLOCKTIME个时间片后，将转换成就绪状态。 （7） 进程状态STATE。 （8） 队列指针NEXT，用来将PCB排成队列。 用算法描述为 struct pcb { // 定义进程控制块PCB char name[10]; //定义进程名称 char state; //进程状态 int super; //优先数 int ntime; //需要运行的时间 int rtime; //已占用的CPU时间 struct pcb* link; //指向进程的下一个进程的指针 }*ready=NULL,*p; 2. 用队列结构存储进程序列 3.4算法代码实现

1.建立对进程进行优先级排列函数 void sort() // 建立对进程进行优先级排列函数 { PCB *first, *second; //定义指向当前进程和插入进程的指针 int insert=0;//各进程按优先数大小从大到小排列 if((ready==NULL)||((p->super)>(ready->super))) //优先级最大者,插入队首 { p->link=ready; //p进程的下一个进程为原队首进程 ready=p; //队首进程为优先级最大者 } else //进程比较优先级,插入适当的位置中 { first=ready;//队首进程不变 second=first->link; //第二个进程则在当前进程后面 while(second!=NULL)//while循环，各进程比较优先级 { if((p->super)>(second->super)) //若插入进程比当前进程优先数大 { //插入到当前进程前面 p->link=second; //当前进程赋给插入进程的后面那个进程 first->link=p;//插入进程在放在当前进程所在位置 second=NULL;//当前进程为空 insert=1; //进程的排列与各优先数不对应 } else //插入进程优先数最低,则插入到队尾 { first=first->link; //将第一个进程的下一进程赋给first second=second->link;//将第二个进程的下一进程赋给second } } if(insert==0) first->link=p; //若插入进程比当前进程优先数小，则插入到当前进程后面 } }

2.建立进程控制块函数 void input() //建立进程控制块函数 { int i,num; //定义进程号以及进程个数 system("cls"); //清屏 printf("\n 请输入进程号:"); //输出输入提示 scanf("%d",&num); //输入进程号 for(i=0;i{ printf("\n 进程号No.%d:\n",i);//输出进程号 p=getpch(PCB); //p进程的pcb结构 printf("\n 输入进程名:"); //输出输入进程名提示 scanf("%s",p->name); //输入进程名 printf("\n 输入进程优先数:");//输出输入进程优先数提示 scanf("%d",&p->super); //输入进程优先数 printf("\n 输入进程运行时间:");// 输出输入进程运行时间提示 scanf("%d",&p->ntime);//输入进程运行时间 printf("\n");//换行 p->rtime=0;//已占用cpu时间为0 p->state='w';//进程状态为就绪 p->link=NULL;//当前进程的下一个进程为 sort(); // 调用sort函数 } }

建立进程显示函数,用于显示当前进程 void disp(PCB * pr) //建立进程显示函数,用于显示当前进程 { printf("\n qname \t state \t super \t ntime \t rtime \n"); printf("%s\t",pr->name);//显示进程名 printf("%c\t",pr->state); //显示进程状态 printf("%d\t",pr->super);//显示进程优先级 printf("%d\t",pr->ntime); //显示进程需要运行的时间 printf("%d\t",pr->rtime);//显示进程占用CPU时间 printf("\n"); //换行 }

进程查看函数，检查等待队列的进程是否进入就绪队列 void check() // 建立进程查看函数，检查等待队列的进程是否进入就绪队列 { PCB* pr; printf("\n **** 当前正在运行的进程是:%s",p->name); // 输出当前正在运行的进程 提示 disp(p);//显示当前 运行进程 pr=ready; printf("\n ****当前就绪队列为:\n"); //显示就绪队列状态 while(pr!=NULL) { disp(pr);//显示就绪进程 pr=pr->link;//