操作系统实验报告 中断操作

实验一时钟中断事件模拟
实习目的
模拟时钟中断的产生及设计一个对时钟中断事件进行处理的模拟程序。

通过实习了解中断及中断处理程序的作用。

本实习模拟“时钟中断事件”的处理，对其它中断事件的模拟处理，可根据各中断事件的性质确定处理原则，制定算法。

实习内容
现代计算机系统的硬件部分都设有中断机构，它是实现多道程序设计的基础。

中断机构能发现中断事件，且当发现中断事件后迫使正在处理器上执行的进程暂时停止执行，而让操作系统的中断处理程序占有处理器去处理出现的中断事件。

对不同的中断事件，由于它们的性质不同，所以操作系统应采用不同的处理。

实习原理及编程思想
(1) 出现中断事件，硬件就把它记录在中断寄存器中。

中断寄存器的每一位可与一个中断事件对应，当出现某中断事件后，对应的中断寄存器的某一位就被置成“1”。

本实习中，用从键盘读入信息来模拟中断寄存器的作用，用计数器加1来模拟处理器执行了一条指令当读入信息=0时，表示无中断事件发生，继续执行指令；当读入信息=1时，表示发生了时钟中断事件，转时钟中断处理程序。

（2）计算机系统有一时钟，按电源频率（50Hz）产生中断请求信号，即每隔20毫秒产生一次中断请求信号，称时钟中断信号，时钟中断的间隔时间（20毫秒）称时钟单位。

我们可用自己确定的频率在键盘上键入“0”或“1”来模拟按电源频率产生的时钟中断信号。

(3) 中断处理程序应首先保护被中断的现行进程的现场（通用寄存器内容、断点等），现场信息可保存在进程控制块中；然后处理出现的中断事件，根据处理结果修改被中断进程的状态；最后转向处理器调度，由处理器调度选择可运行的进程，恢复现场使其运行。

本实习主要模拟中断事件的处理，用打印相应的字符代替保护现场和处理器调度的工作。

(4) 为模拟时钟中断的处理，先分析一下时钟中断的作用。

利用时钟中断可计算日历时钟，也可作定时闹钟等。

定时闹钟——对需要定时的场合，例如，处理器调度采用“时间片轮转”策略调度时，可把轮到运行的进程的时间片值（以时钟单位计算）送到称为“定时闹钟”的工作单元中，每产生一次时钟中断就把定时闹钟值减1，当该值为“0”时，表示确定的时间已到，起到定时的作用。

(5) 本实习的模拟程序可由两部分组成，一部分是模拟硬件产生时钟中断，另一部分模拟操作系统的时钟中断处理程序。

模拟程序的算法如图其中，保护
现场和处理器调度的工作在编程序时可省去。

约定处理器调度总是选择被中断进程继续执行。

(6) 按模拟算法设计程序，要求显示或打印开机时间、定时闹钟初值、定时
闹钟为“0”时的日历时钟。

确定三个不同的定时闹钟初值，运行设计的程序，观察得到的结果。

实习原代码及注释
#include<time.h>
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
void main()
{
double p;
int a,m,r,n,e,o,u;
struct tm *local;
char *st,s[27];
time_t t;
t=time(NULL);
local = localtime(&t);
st=asctime(local);
//记录初试时间
for(int i=0;i<27;i++)
{
s[i]=*st;
st++;
}
printf("当前系统时间为:\n");
for( i=4;i<27;i++)
{
printf("%c",s[i]);
}
printf("这里！\n");
//设置为时钟闹铃为8，每个时钟间隔为2秒
int count=0,count1=0,k=8,w;
while(k!=0)
{
do{
printf("已执行完一条指令！\n");
count++;
printf("请输入一个数字（1表示中断，0表示无中断）：\n");
scanf("%d",&w);//读取键盘输入
}while(w==0); //如果w一直为0，则程序一直在此循环执行
if(w==1)
printf("现场保存完毕！\n");
count1++;
k--; //对k--，当出现8次中断时
if(k!=0)
printf("处理器完成调度！\n");
}
p=count1*2;
a=(int)count1*2;
if((p-a)>=0.5)
p=a+1;
else p=a;
//这段代码是对硬件的模拟，就是当count1出现偏差时的处理
m=(int)p;
printf("现在已过时间为:%d\n",m);
r=s[17]-48;
n=s[18]-48;
e=r*10+n;
p=p+e;
//下面部分代码为ASCII码的转换
if(p<60) {
s[17]=((int)p/10)+48;
s[18]=((int)p%10)+48;
for( i=4;i<27;i++)
{
printf("%c",s[i]);
else
{
s[14]=s[14]-48;
s[15]=s[15]-48;
o=s[14]*10+s[15];
o=o+(int)p/60;
if(o<60)
{
s[14]=(o/10)+48;
s[15]=(o%10)+48;
s[17]=((int)p%60)/10+48;
s[18]=((int)p%60)%10+48;
for( i=4;i<27;i++)
{
printf("%c",s[i]);
}
}
else
{
s[11]=s[11]-48;
s[12]=s[12]-48;
u=s[11]*10+s[12];
u=u+o/60;
if(u<24)
{
s[11]=u/10+48;
s[12]=u%10+48;
s[14]=(o%60)/10+48; s[15]=(o%60)%10+48;
s[17]=((int)p%60)/10+48;
s[18]=((int)p%60)%10+48;
for( i=4;i<27;i++)
{
printf("%c",s[i]);
模拟程序运行结果截图
打印当前时间并显示，然后输入1作为中断
执行八次中断后，时钟闹铃到，
打印出当前时间:=初试时间+8*2
截图中可以看出结果正确。

总结与体会
开始接触实习部分的文档时，不知道在linux系统中如何运行和要做出什么样的效果。

经过对实验文档的学习知道其实就是在linux中写C++程序，但是又遇到linux系统没GCC编译器的状况。

所以实验是在Windos下跑得。

虽然没有在linux系统中跑出结果，但通过对概念的学习和代码的编写，完全模拟了硬件对中断的响应和处理过程。