操作系统实验一模拟进程状态转换

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

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32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

#include

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

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);

Cpu.name=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[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.name); 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",Cpu.name);

else{

Ready[Ready_len].name=Cpu.name;Ready[Ready_len].needtime=Cpu.needtime;Ready[Ready_len].priority=Cpu.priority;

Ready_len++;

printf("***%c时间片用完\n",Cpu.name);

}

CPU_state=0;

Cpu.name=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();

}

bool event_wait(){

if(CPU_state==1){ }else{ } printf("***没有进程在CPU 中，无法超时\n");

Blocked[Blocked_len].name=Cpu.name;Blocked[Blocked_len].needtime=Cpu.needtime;Blocked[Blocked_len].priority=Cpu.priority;

Blocked_len++; printf("***%c被阻塞\n",Cpu.name);

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();

}else

}

bool event_occur(){

if(Blocked_len!=0){ //sort(Blocked,Blocked+Blocked_len); printf("***没有进程在CPU 中，无法阻塞\n");

Ready[Ready_len].name=Blocked[0].name;Ready[Ready_len].needtime=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[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);

}else

}

int main(){

int Cputime=1;

while(1){ printf("***阻塞队列为空，无法唤醒\n");

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",Cpu.name);

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

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

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++;

}

}