1863.VC++中進程調(diào)度算法的演示《操作系統(tǒng)原理》課程設(shè)計

1、 操作系統(tǒng)原理課程設(shè)計 課題名稱：vc+中進程調(diào)度算法的演示姓 名： 班 級： 學 號： 課程設(shè)計起止時間：2005年12月26日至30日指導教師： 成績：課程設(shè)計任務書操作系統(tǒng)原理課程設(shè)計任務書設(shè)計題目：vc+中進程調(diào)度算法的演示任務下達時間：2005年12月26日任務完成時間：2005年12月30日指導教師： 指導教師評語一、所得結(jié)果：二、存在問題：成績評閱人課程設(shè)計的題目：vc+中進程調(diào)度算法的演示設(shè)計內(nèi)容：進程是當前操作系統(tǒng)下一個被加載到內(nèi)存的、正在運行的應用程序的實例。每一個進程都是由內(nèi)核對象和地址空間所組成的，內(nèi)核對象可以讓系統(tǒng)在其內(nèi)存放有關(guān)進程的統(tǒng)計信息并使系統(tǒng)能夠以此來管理進程

2、，而地址空間則包括了所有程序模塊的代碼和數(shù)據(jù)以及線程堆棧、堆分配空間等動態(tài)分配的空間。進程僅僅是一個存在，是不能獨自完成任何操作的，必須擁有至少一個在其環(huán)境下運行的線程，并由其負責執(zhí)行在進程地址空間內(nèi)的代碼。在進程啟動的同時即同時啟動了一個線程，該線程被稱作主線程或是執(zhí)行線程，由此線程可以繼續(xù)創(chuàng)建子線程。如果主線程退出，那么進程也就沒有存在的可能了，系統(tǒng)將自動撤消該進程并完成對其地址空間的釋放。詳細設(shè)計：程序入口選擇任務先來先服務關(guān)于作者case選擇任務短進程優(yōu)先強占式高有先權(quán)時間片輪轉(zhuǎn)退出123456判斷繼續(xù)退出程序流程圖退出程序流程圖如下：加載到進程地址空間的每一個可執(zhí)行文件或動態(tài)鏈接庫文

3、件的映象都會被分配一個與之相關(guān)聯(lián)的全局唯一的實例句柄。該實例句柄實際是一個記錄有進程加載位置的基本內(nèi)存地址。進程的實例句柄在程序入口函數(shù)中通過第一個參數(shù)傳遞，其實際值即為進程所使用的基本地址空間的地址。對于vc+鏈接程序所鏈接產(chǎn)生的程序，其默認的基本地址空間地址為0x00400000，如沒有必要一般不要修改該值。通過創(chuàng)建一個新的進程及在其地址空間內(nèi)運行的主線程來啟動并運行一個新的程序。具體的，在執(zhí)行函數(shù)時，首先由操作系統(tǒng)負責創(chuàng)建一個進程內(nèi)核對象，初始化計數(shù)為1，并立即為新進程創(chuàng)建一塊虛擬地址空間。隨后將可執(zhí)行文件或其他任何必要的動態(tài)鏈接庫文件的代碼和數(shù)據(jù)裝載到該地址空間中。在創(chuàng)建主線程時，也是

4、首先由系統(tǒng)負責創(chuàng)建一個線程內(nèi)核對象，并初始化為1。最后啟動主線程并執(zhí)行進程的入口函數(shù)runproc（），完成對進程和執(zhí)行線程的創(chuàng)建。runproc（）函數(shù)的原型聲明如下：bool runproc(pcb *ppcb)int i;program *pprogram=&ppcb-program;int nprocid=ppcb-idproc.ninid;int nsize=pprogram-instructionset.size();int ntimepiececnt=0;int nstarttime=gettickcount();在程序設(shè)計時，某一個具體的功能模塊可以通過函數(shù)或是線程等不同的形式

5、來實現(xiàn)。對于同一進程而言，這些函數(shù)、線程都是存在于同一個地址空間下的，而且在執(zhí)行時，大多只對與其相關(guān)的一些數(shù)據(jù)進行處理。如果算法存在某種錯誤，將有可能破壞與其同處一個地址空間的其他一些重要內(nèi)容，這將造成比較嚴重的后果。為保護地址空間中的內(nèi)容可以考慮將那些需要對地址空間中的數(shù)據(jù)單獨進行訪問的操作部分，放到另外一個進程的地址空間中運行，并且只允許其訪問原進程地址空間中的相關(guān)數(shù)據(jù)。具體的，可在調(diào)度程序來解決。void schedule()switch(g_schedulealgorithm)case fcfs:schedule_fcfs();break;case spf:schedule_spf()

6、;break;case fpf_reaved:schedule_fpf_reaved();break;case timepiece:schedule_timepiece();break; 通過函數(shù)去創(chuàng)建子進程，子進程在全部處理過程中只對父進程地址空間中的相關(guān)數(shù)據(jù)進行訪問，從而可以保護父進程地址空間中與當前子進程執(zhí)行任務無關(guān)的全部數(shù)據(jù)。對于這種情況，子進程所體現(xiàn)出來的作用同函數(shù)和線程比較相似，可以看成是父進程在運行期間的一個過程。為此，需要由父進程來掌握子進程的啟動、執(zhí)行和退出。首先通過創(chuàng)建子進程，子進程啟動后父進程通過函數(shù)等待其執(zhí)行的結(jié)束，在子進程沒有退出前父進程是一直處于阻塞狀態(tài)的，這里子進

7、程的作用同單線程中的函數(shù)類似。一旦子進程退出，所等待的對象將得到通知，父進程將得以繼續(xù)，如有必要可以通過函數(shù)來獲取子進程的退出可以通過enum procpriority（）參數(shù)在創(chuàng)建進程時設(shè)置子進程的優(yōu)先級。前面的示例代碼在創(chuàng)建子進程時使用的均是默認的優(yōu)先級，如果要將優(yōu)先級設(shè)置為高，可以修改。對于前面沒有設(shè)定優(yōu)先級的例子代碼，可以在子進程啟動后由父進程來動態(tài)改變其優(yōu)先級設(shè)置。子進程 各進程創(chuàng)建如下： /調(diào)度程序void schedule()switch(g_schedulealgorithm)case fcfs:schedule_fcfs();break;case spf:schedule_s

8、pf();break;case fpf_reaved:schedule_fpf_reaved();break;case timepiece:schedule_timepiece();break;/fcfs調(diào)度void schedule_fcfs()pcb pcb;program program;int nip=0;schedule:if(g_bisend & g_pcbreadyqueue.empty()g_liststatinfoproglenfcfs.sort();printstatinfo_proglen(g_liststatinfoproglenfcfs,fcfs);return;if

9、(g_pcbreadyqueue.empty()goto schedule;entercriticalsection(&g_criticalsection);pcb=g_pcbreadyqueue.front();g_pcbreadyqueue.pop();leavecriticalsection(&g_criticalsection);runproc(&pcb);/添加統(tǒng)計信息 /短進程優(yōu)先void schedule_spf()pcb pcb;schedule:if(g_bisend & g_pcbreadypriorityqueue.empty()g_liststatinfoproglen

10、spf.sort();printstatinfo_proglen(g_liststatinfoproglenspf,spf);return;if(g_pcbreadypriorityqueue.empty()goto schedule;entercriticalsection(&g_criticalsection);pcb=g_pcbreadypriorityqueue.front();g_pcbreadypriorityqueue.pop_front();leavecriticalsection(&g_criticalsection);runproc(&pcb);/添加統(tǒng)計信息 /搶占式高優(yōu)

11、先權(quán)調(diào)度void schedule_fpf_reaved()pcb *ppcb;pcbpqueue:iterator p;schedule:if(g_bisend & g_pcbreadypriorityqueue.empty()g_liststatinfoproglenfpf_reaved.sort();printstatinfo_proglen(g_liststatinfoproglenfpf_reaved,fpf_reaved);return;if(g_pcbreadypriorityqueue.empty()goto schedule;entercriticalsection(&g_c

12、riticalsection);p=g_pcbreadypriorityqueue.begin();ppcb=&g_pcbreadypriorityqueue.front();g_bprogisrun=true;leavecriticalsection(&g_criticalsection);if(runproc(ppcb)/添加統(tǒng)計信息 /時間片調(diào)度void schedule_timepiece()pcb pcb;schedule:if(g_bisend & g_pcbreadypriorityqueue.empty()g_liststatinfoprocpriority.sort();pr

13、intstatinfo_priority(g_liststatinfoprocpriority,timepiece);return;if(g_pcbreadypriorityqueue.empty()goto schedule;entercriticalsection(&g_criticalsection);pcb=g_pcbreadypriorityqueue.front();g_pcbreadypriorityqueue.pop_front();leavecriticalsection(&g_criticalsection);if(!runproc(&pcb)entercriticalse

14、ction(&g_criticalsection);g_pcbreadypriorityqueue.push_back(pcb);leavecriticalsection(&g_criticalsection);else/添加統(tǒng)計信息 進程的互斥運行 正常情況下，一個進程的運行一般是不會影響到其他正在運行的進程的。但是對于某些有特殊要求的如以獨占方式使用串行口等硬件設(shè)備的程序就要求在其進程運行期間不允許其他試圖使用此端口設(shè)備的程序運行的，而且此類程序通常也不允許運行同一個程序的多個實例。這就引出了進程互斥的問題。 實現(xiàn)進程互斥的核心思想比較簡單：進程在啟動時首先檢查當前系統(tǒng)是否已經(jīng)存在有此進程

15、的實例，如果沒有，進程將成功創(chuàng)建并設(shè)置標識實例已經(jīng)存在的標記。此后再創(chuàng)建進程時將會通過該標記而知曉其實例已經(jīng)存在，從而保證進程在系統(tǒng)中只能存在一個實例。如果函數(shù)成功執(zhí)行，將返回一個互斥量對象的句柄。如果在進程執(zhí)行前已經(jīng)存在有相同名字的互斥量，函數(shù)將返回這個已經(jīng)存在互斥量的句柄，使用全局共享變量的方法則主要是在程序中通過編譯器來實現(xiàn)的。通過預編譯指令創(chuàng)建一個新節(jié)，在此節(jié)中可定義一個變量，而且必須對其進行初始化指定變量可以為外部進程訪問。最后，為了使該變量能夠在進程互斥過程中發(fā)揮作用，還要將其設(shè)置為共享變量，同時允許具有讀、寫訪問權(quán)限。這可以通過預編譯指令來通知編譯器。運行結(jié)果及截圖：小結(jié)程序中含有一些對控制臺輸出和事件進行控制的api函數(shù)。多進程是多任務管理中的