操作系統(tǒng)模擬算法課程設(shè)計報告

...wd......wd......wd...南通大學(xué)計算機科學(xué)與技術(shù)學(xué)院專南通大學(xué)計算機科學(xué)與技術(shù)學(xué)院專業(yè)：學(xué)生姓名：學(xué)號：時間：操作系統(tǒng)課程設(shè)計報告操作系統(tǒng)課程設(shè)計報告操作系統(tǒng)模擬算法課程設(shè)計報告設(shè)計要求將本學(xué)期三次的實驗集成實現(xiàn)：處理機管理；存儲器管理；虛擬存儲器的缺頁調(diào)度。設(shè)計流程圖主流程圖開場的圖形界面開場的圖形界面存儲器管理缺頁調(diào)度處理機管理存儲器管理缺頁調(diào)度處理機管理LRU算法先進先出最正確適應(yīng)法首次適應(yīng)法先來先服務(wù)LRU算法先進先出最正確適應(yīng)法首次適應(yīng)法先來先服務(wù)時間片輪轉(zhuǎn)時間片輪轉(zhuǎn)A.處理機調(diào)度1)先來先服務(wù)FCFS開場開場初始化進程控制塊，讓進程控制塊按進程到達先后順序讓進程排隊初始化進程控制塊，讓進程控制塊按進程到達先后順序讓進程排隊調(diào)度數(shù)組中首個進程，并讓數(shù)組中的下一位移到首位調(diào)度數(shù)組中首個進程，并讓數(shù)組中的下一位移到首位計算并打印進程的完成時刻、周轉(zhuǎn)時間、帶權(quán)周轉(zhuǎn)時間計算并打印進程的完成時刻、周轉(zhuǎn)時間、帶權(quán)周轉(zhuǎn)時間其中：周轉(zhuǎn)時間=完成時間-到達時間帶權(quán)周轉(zhuǎn)時間=周轉(zhuǎn)時間/服務(wù)時間更改計時器的當(dāng)前時間,即下一刻進程的開場時間更改計時器的當(dāng)前時間,即下一刻進程的開場時間當(dāng)前時間=前一進程的完成時間+其服務(wù)時間數(shù)組為空數(shù)組為空NY完畢完畢先來先服務(wù)算法流程2)時間片輪轉(zhuǎn)法時間片輪轉(zhuǎn)算法流程圖B.存儲器管理(可變式分區(qū)管理〕1)首次適應(yīng)法分配流程圖開場申請xkb內(nèi)存開場申請xkb內(nèi)存由鏈頭找到第一個空閑區(qū)分區(qū)大小≥xkb大于分區(qū)大小=分區(qū)大小-xkb，修改下一個空閑區(qū)的后向指針內(nèi)容為〔后向指針〕+xkb;修改上一個空閑區(qū)的前向指針為〔前向指針〕+xkb將該空閑區(qū)從鏈中摘除：修改下一個空閑區(qū)的后向地址=該空閑區(qū)后向地址，修改上一個空閑區(qū)的前向指針為該空閑區(qū)的前向指針等于小于延鏈查找下一個空閑區(qū)到鏈尾了作業(yè)等待返回是否登記已分配表返回分配給進程的內(nèi)存首地址首次適應(yīng)算法回收流程圖開場開場輸入完成進程的標(biāo)號在分配區(qū)表中查找釋放區(qū)p下鄰分區(qū)空閑區(qū)前一個空閑區(qū)的后向指針指向p的后一個分區(qū)，p的后一個分區(qū)的前向指針指向p的前一個分區(qū)，且p的前一個分區(qū)大小更改為加上p的大小，釋放p釋放區(qū)p上鄰分區(qū)空前一個分區(qū)的后向指針指向p的后一個空閑分區(qū)，p的后一個空閑分區(qū)的前向指針指向p的前一個分區(qū)，且p的后一個分區(qū)大小更改為加上p的大小釋放區(qū)p上下均鄰空閑區(qū)前一個空閑區(qū)的后向指針指向p的后一個空閑分區(qū)，p的后一個空閑分區(qū)的前向指針指向p的前一個空閑分區(qū)，且p的前一個空閑分區(qū)大小更改為加上p的大小再加上p的后一個空閑分區(qū)的大小，合并后的這個空閑區(qū)的后向指針指向p的下下個分區(qū)，如果p的下下個分區(qū)不為空，那么其前向指針指向合并后的這個空閑區(qū)，釋放p和p的下一個分區(qū)釋放區(qū)p上下均不鄰空閑區(qū)將p放在鏈?zhǔn)祝⑿薷钠錉顟B(tài)位為空閑最正確適應(yīng)法開場釋放分區(qū)與上空閑分區(qū)相鄰開場釋放分區(qū)與上空閑分區(qū)相鄰釋放分區(qū)與下空閑分區(qū)相鄰?fù)戤呩尫欧謪^(qū)與下空閑分區(qū)相鄰TFTFTF摘除鏈表中上分區(qū)。合并釋放分區(qū)與上分區(qū)，將上空閑區(qū)長度修改為這二分區(qū)的長度。摘除鏈表中上下分區(qū)。合并這三個分區(qū)，將上空閑區(qū)長度修改為三個分區(qū)的長度。摘除鏈表中下分區(qū)。合并釋放分區(qū)與下分區(qū)，將釋放分區(qū)中長度修改為這二分區(qū)的長度。將合并的或釋放的分區(qū)按長度升序重新插入到自由鏈表中。C.虛擬存儲器的缺頁調(diào)度1)先進先出FIFO開場FIFO的缺頁中斷處理開場FIFO的缺頁中斷處理查主存分塊表查主存分塊表有空閑塊可用有空閑塊可用Y分配一塊Y分配一塊NNJ=p[HEAD]J=p[HEAD]J的修改標(biāo)志=1J的修改標(biāo)志=1NNY輸出“Y輸出“將J頁復(fù)寫入交換區(qū)〞輸出“輸出“裝入L頁〞調(diào)整FIFO隊列，將L插入隊尾〔HEAD=(HEAD+1)modM)調(diào)整FIFO隊列，將L插入隊尾〔HEAD=(HEAD+1)modM)修改主存分塊表和頁表修改主存分塊表和頁表終止終止FIFO淘汰算法流程FIFO淘汰算法流程2〕LRU開場LRU的缺頁中斷處理開場LRU的缺頁中斷處理查主存分塊表查主存分塊表有空閑塊可用有空閑塊可用Y分配一塊Y分配一塊NN找到棧底元素：J=p[M-1]找到棧底元素：J=p[M-1]J的修改標(biāo)志=1J的修改標(biāo)志=1NNY輸出“Y輸出“將J頁送到入交換區(qū)〞輸出“輸出“裝入L頁〞調(diào)整堆棧，使HEAD所指元素及以下的元素下移P[HEAD]=L調(diào)整堆棧，使HEAD所指元素及以下的元素下移P[HEAD]=L修改主存分塊表和頁表修改主存分塊表和頁表終止終止LRU淘汰算法流程LRU淘汰算法流程實現(xiàn)原理主界面設(shè)計一個框架分別去鏈接處理機管理、存儲器管理和缺頁調(diào)度相關(guān)的程序。A.處理機調(diào)度1)先來先服務(wù)FCFS任務(wù)先來先服務(wù)的調(diào)度算法實現(xiàn)處理機調(diào)度。要求實現(xiàn)對FCFS算法的模擬實現(xiàn)計算出該算法的平均作業(yè)周轉(zhuǎn)時間、平均帶權(quán)作業(yè)周轉(zhuǎn)時間。原理按作業(yè)到達CPU時間先后順序進展非剝奪式調(diào)度，先到達CPU的作業(yè)先被執(zhí)行。數(shù)據(jù)構(gòu)造structtask_struct{charname;/*進程名稱*/intnumber;/*進程編號*/floatcome_time;/*到達時間*/floatrun_begin_time;/*開場運行時間*/floatrun_time;/*運行時間*/floatrun_end_time;/*運行完畢時間*/intpriority;/*優(yōu)先級*/intorder;/*運行次序*/intrun_flag;/*調(diào)度標(biāo)志*/}tasks[MAX];intfcfs()/*先來先服務(wù)算法*/進程名鏈接指針到達時間估計運行時間進程狀態(tài)進程控制塊構(gòu)造實現(xiàn)方法建設(shè)一個鏈表按照到達CPU的時間從小到大排列，只需從第一個作業(yè)〔頭結(jié)點〕依次調(diào)度到最后一個作業(yè)〔尾結(jié)點〕。運行界面測試數(shù)據(jù)：作業(yè)名到達時間運行時間A028B09C03執(zhí)行FCFS算法如下：2)時間片輪轉(zhuǎn)法任務(wù)只對進程的運行模擬，將其運行時間加一，判斷要求運行時間與已運行時間是否相等，假設(shè)相等那么表示進程完畢，進程退出調(diào)度，釋放資源。要求實現(xiàn)對RR算法的模擬實現(xiàn)顯示執(zhí)行完一個時間片的結(jié)果。原理時間片輪轉(zhuǎn)算法中，系統(tǒng)將所有的就程序按先來先服務(wù)的原那么排成一個隊列，每次調(diào)度時，把CPU分配給隊首進程，并令其執(zhí)行一個時間片。當(dāng)執(zhí)行的時間片用完時，調(diào)度程序停頓該進程的執(zhí)行，并將它送往就緒隊列的末尾；然后，再把處理機分配給就緒隊列中新的隊首進程，同時也讓它執(zhí)行一個時間片。數(shù)據(jù)構(gòu)造temp->state='R';//初始狀態(tài)每個進程均為運行態(tài)temp->allocation=0; //初始時進程均不占用cpunum+=temp->need_time;//用num來限制循環(huán)的次數(shù)實現(xiàn)方法處理器調(diào)度總是選擇標(biāo)志單元指示的進程運行。執(zhí)行：已運行時間+1來模擬進程的一次運行，表示進程已經(jīng)運行過一個單位的時間。當(dāng)一個進程被選中運行時，必須設(shè)置該進程可以運行的時間片值，以及恢復(fù)進程的現(xiàn)場，讓它占有處理器運行，直到出現(xiàn)等待事件或運行滿一個時間片進程運行一次后，應(yīng)把該進程的進程控制塊中的指針值送到標(biāo)志單元，以指示下一個輪到運行的進程。同時，應(yīng)判斷該進程的要求運行時間與已運行時間，假設(shè)該進程的要求運行時間已運行時間，那么表示它尚未執(zhí)行完畢，應(yīng)待到下一輪時再運行。假設(shè)該進程的要求運行時間=已運行時間，那么表示它已經(jīng)執(zhí)行完畢，應(yīng)指導(dǎo)它的狀態(tài)修改成“完畢〞且退出隊列。此時，應(yīng)把該進程的進程控制塊中的指針值送到前面一個進程的指針位置。進程名鏈接指針到達時間估計運行時間進程狀態(tài)進程控制塊構(gòu)造運行界面測試數(shù)據(jù)：作業(yè)號執(zhí)行時間/sA1B2C1執(zhí)行時間片輪轉(zhuǎn)算法RR如下：B.存儲器管理(可變式分區(qū)管理〕1)首次適應(yīng)法任務(wù)通過采用首次適應(yīng)算法實現(xiàn)內(nèi)存的分配與回收，并可以查看和顯示當(dāng)前內(nèi)存現(xiàn)狀。要求1.實現(xiàn)對FF算法的模擬實現(xiàn)2.輸入要進展分配內(nèi)存的進程ID和相應(yīng)所需內(nèi)存大小，回收內(nèi)存時輸入已運行的進程ID。原理FF算法要求空閑鏈已地址遞增的次序連接。分配內(nèi)存時，從鏈?zhǔn)组_場順序查找，直到找到第一個滿足要求的空間并分配給進程，把分配后余下的空間仍然留在鏈表中。假設(shè)從鏈?zhǔn)字伶溛捕疾粷M足要求，那么分配失敗。該算法傾向于優(yōu)先使用低地址的空間。數(shù)據(jù)構(gòu)造intconstMEMO=256;//初始化常類型MEMO，用MEMO表示內(nèi)存大小〔常類型的變量或?qū)ο蟮闹凳遣荒鼙桓碌摹硈tructFreeMemory{intID;intStartAdd;intSize;boolState;//定義state為布爾型變量，其值只有真〔TRUE)和假〔FALSE)FreeMemory*Next;};FreeMemory*AllocTable=newFreeMemory;//建設(shè)全局管理表用于內(nèi)與回收FreeMemory*PtrforCycleFit=AllocTable;//為循環(huán)首次適應(yīng)定義的指針，此指針用于指向當(dāng)前查找的起始地址;//初始化內(nèi)存函數(shù)voidMemoryInit(FreeMemory*&tempAdd){tempAdd->ID=0;//初始化當(dāng)前進程為空tempAdd->Size=MEMO;//初始化可分配空間為內(nèi)存大小tempAdd->StartAdd=0;//初始化起始地址為0tempAdd->State=false;//初始化狀態(tài)為未分配tempAdd->Next=NULL;//初始化下一個進程也為空}//反響內(nèi)存現(xiàn)態(tài)voidDispMemory(){FreeMemory*temp=AllocTable;//全局管理表反映內(nèi)存狀態(tài)cout<<"系統(tǒng)總內(nèi)存:"<<MEMO<<endl;for(;temp;temp=temp->Next)cout<<"進程ID："<<temp->ID<<""<<"大?。?<<temp->Size<<""<<"起始地址:"<<temp->StartAdd<<""<<"是否已分配:"<<temp->State<<endl;}//輸出內(nèi)存的各個變量實現(xiàn)方法可變式分區(qū)管理是指在處理作業(yè)過程中建設(shè)分區(qū)，使分區(qū)大小正好適合作業(yè)的需要，并且分區(qū)的個數(shù)是可以調(diào)整的。當(dāng)需要裝入一個作業(yè)時，根據(jù)作業(yè)需要的貯存量，查看是否有足夠的空閑空間，假設(shè)有，那么按需求量分割一局部給作業(yè)；假設(shè)無，那么作業(yè)等待。隨著作業(yè)的裝入、完成，主存空間被分割成許多大大小小的分區(qū)。有的分區(qū)被分配作業(yè)占用，有的分區(qū)空閑。在空閑區(qū)表中，按空閑區(qū)首地址從低到高進展登記。當(dāng)一個作業(yè)執(zhí)行完成時，作業(yè)所占用的分區(qū)應(yīng)歸還給系統(tǒng)。在歸還時，要考慮相鄰空間區(qū)合并問題。作業(yè)的釋放區(qū)與空閑區(qū)的鄰接分以下4種情況考慮：A、釋放區(qū)下鄰空閑區(qū)；B、釋放區(qū)上鄰空閑區(qū)；C、釋放區(qū)上下都與空閑區(qū)鄰接；D、釋放區(qū)上鄰空閑區(qū)不鄰接。運行界面系統(tǒng)總內(nèi)存為256時，分別為進程1、2、3分配大小為64、128、64的內(nèi)存。執(zhí)行首次適應(yīng)算法分配內(nèi)存如下：假設(shè)回收進程2的內(nèi)存，執(zhí)行結(jié)果如下：2〕最正確適應(yīng)法任務(wù)通過采用最正確適應(yīng)算法實現(xiàn)內(nèi)存的分配與回收，并可以查看和顯示當(dāng)前內(nèi)存現(xiàn)狀。要求1.實現(xiàn)對BF算法的模擬實現(xiàn)2.輸入要進展分配內(nèi)存的進程ID和相應(yīng)所需內(nèi)存大小，回收內(nèi)存時輸入需要回收的內(nèi)存塊。原理最正確適應(yīng)算法掃描整個未分配表或鏈表，從空閑區(qū)中挑選一個能滿足用戶進程要求的最小分區(qū)進展分配。此算法保證不會分割一個更大的區(qū)域，使得裝入大作業(yè)的要求容易得到滿足，同時，通常把空閑區(qū)按長度遞增順序排列，查找時總是從最小的一個空閑區(qū)開場，直至找到滿足要求的分區(qū)為止，這時，最正確適應(yīng)分配算法等同于首次適應(yīng)算法。此算法的主存利用率好，所找出的分區(qū)如果最好滿足要求那么是最適宜的。數(shù)據(jù)構(gòu)造intconstMEMO=256;//初始化常類型MEMO，用MEMO表示內(nèi)存大小〔常類型的變量或?qū)ο蟮闹凳遣荒鼙桓碌摹硈tructFreeMemory{intID;intStartAdd;intSize;boolState;//定義state為布爾型變量，其值只有真〔TRUE)和假〔FALSE)FreeMemory*Next;};boolAlloc_BestFit(intid,intTrySize){//查找滿足此條件的x1<=TrySize<=x2的分區(qū),然后將其放置在x2中，并將x2拆分成兩個分區(qū)SortPartition(true);//使用快速排序算法，升序排序for(;temp;temp=temp->Next){/*回收操作,回收過程中，要用到三個指針，上一個Last,當(dāng)前temp,下一個temp->next當(dāng)temp指向表頭或表尾時需要特殊考慮*///當(dāng)要退出工作時,就要回收//此退出的工作由執(zhí)行函數(shù)調(diào)用voidEndJob(intid){Free_Memory(id);}實現(xiàn)方法空閑區(qū)設(shè)置為雙向鏈表，其雙向鏈的分區(qū)格式為：0〔狀態(tài)位〕分區(qū)大小〔N+2〕向前指針大小為N的已分配區(qū)或空閑區(qū)0〔狀態(tài)位〕分區(qū)大小〔N+2)向后指針運行界面測試數(shù)據(jù)如下：進程123456所需內(nèi)存253445121310執(zhí)行最正確適應(yīng)算法為其分配內(nèi)存如下：假設(shè)回收進程4，執(zhí)行結(jié)果如下：C.虛擬存儲器的缺頁調(diào)度1)先進先出FIFO任務(wù)采用先進先出FIFO算法實現(xiàn)分頁管理的缺頁調(diào)度，并輸出每次調(diào)入調(diào)出的頁號和運行結(jié)果。要求1.實現(xiàn)對FIFO算法的模擬實現(xiàn)2.輸出每次執(zhí)行的結(jié)果。原理基于程序總是按線性順序來訪問物理空間這一假設(shè)，總是淘汰最先調(diào)入主存的頁面，即淘汰在主存中駐留時間最長的頁面，認(rèn)為駐留時間最長的頁不再使用的可能性較大。數(shù)據(jù)構(gòu)造voidFIFO(){ intlength; intfifo[100]={0}; intpageLength; intfifoPage[100]={0}; inti,j; cout<<"***********************先進先出算法**************************"<<endl; pageLength=3; length=9; for(i=1;i<=length;i++){ intflag=0; for(j=1;j<=pageLength;j++){ if(fifo[i]==fifoPage[j]){ flag=1; j=pageLength+1; }elseif(fifoPage[j]==0){ fifoPage[j]=fifo[i]; j=pageLength+1; flag=1; } }if(flag==1) { } else { cout<<"→淘汰"<<fifoPage[1]<<endl; for(j=1;j<=pageLength;j++){ fifoPage[j]=fifoPage[j+1]; } fifoPage[pageLength]=fifo[i]; }實現(xiàn)方法當(dāng)采用先進先出算法時，用一個數(shù)組構(gòu)成先進先出隊列，數(shù)組中各個元素為進程已在主存的頁號，其隊列頭指針初始化為0.假設(shè)分配給每個進程的內(nèi)存塊數(shù)固定。當(dāng)隊列滿需淘汰時，淘汰最先進入主存的一頁。假設(shè)該頁修改正，還有存入磁盤。然后要把當(dāng)前訪問的頁裝入該塊，并修改頁表和存儲分塊表的對應(yīng)標(biāo)志。運行界面測試數(shù)據(jù)：頁表長度：9；頁框長度：3；頁面請求數(shù)列：4,4,3,5,1,1,2,3,2執(zhí)行先進先出FIFO算法結(jié)果如下：2〕LRU任務(wù)采用先進先出LRU算法實現(xiàn)分頁管理的缺頁調(diào)度，并輸出每次調(diào)入調(diào)出的頁號和運行結(jié)果。要求1.實現(xiàn)對LRU算法的模擬實現(xiàn)2.輸出每次執(zhí)行的結(jié)果。原理最近最少使用頁面替換算法淘汰的頁面是在最近一段時間內(nèi)最久未被訪問的那一頁，它是基于程序局部性原理來考慮的，認(rèn)為那些剛被使用過的頁面可能還有立即被使用，而那些在較長時間內(nèi)未被使用的頁面可能不會立即使用。在分頁虛擬存儲系統(tǒng)中，當(dāng)硬件發(fā)出缺頁中斷后轉(zhuǎn)操作系統(tǒng)處理缺頁中斷。如果主存中已無空閑塊，可采用LRU算法進展缺頁處理。數(shù)據(jù)構(gòu)造voidLRU(){ intlength; intlru[100]={0}; intpageLength; intlruPage[100]={0};inti,j; cout<<"***********************最近最少使用LRU算法***********************"<<endl; pageLength=3; length=9; for(i=1;i<=length;i++){ intflag=0; for(j=1;j<=pageLength;j++){ if(lru[i]==lruPage[j]){ for(intcc=j;cc>0;cc--){ lruPage[cc]=lruPage[cc-1]; } lruPage[1]=lru[i]; flag=1; j=pageLength+1; }elseif(lruPage[j]==0){ for(intvv=j;vv>0;vv--){ lruPage[vv]=lruPage[vv-1]; } lruPage[1]=lru[i]; j=pageLength+1; flag=1; } }if(flag==1) { } else { cout<<"→淘汰"<<lruPage[pageLength]<<endl; for(j=pageLength;j>0;j--){ lruPage[j]=lruPage[j-1]; } lruPage[1]=lru[i]; }實現(xiàn)方法當(dāng)采用LRU算法時，用一個數(shù)組構(gòu)成堆棧，堆棧中各個元素為進程已在主存的頁號，為了進展頁面置換，可設(shè)置一個棧指針，初始化為0.假定分配給每個進程的內(nèi)存塊數(shù)固定不變。當(dāng)隊列滿需淘汰時，操作系統(tǒng)選擇棧底元素淘汰，其他元素向下移一個位置，將新調(diào)入頁放棧指針指示的棧頂。當(dāng)訪問的頁在棧中時，還應(yīng)調(diào)整頁從當(dāng)前位置到棧頂。運行界面測試數(shù)據(jù)：頁表長度：9；頁框長度：3；頁面請求數(shù)列：2,3,5,1,5,5,4,4,3執(zhí)行最近最少使用LRU算法結(jié)果如下：總結(jié)與體會通過本次課程設(shè)計讓我對于圖形界面設(shè)計有了一定的思路和看法，同時我對先來先服務(wù)、時間片輪轉(zhuǎn)、首次適應(yīng)算法、最正確適應(yīng)算法、先進先出和最近最少使用算法有了更詳盡的認(rèn)識。在編程的過程中發(fā)現(xiàn)會用到大量的指針，用指針來操作大量的數(shù)據(jù)比較方便，但最后應(yīng)該記得釋放資源。從這次實驗中我發(fā)現(xiàn)我對于c++掌握也有所缺乏，程序經(jīng)過了屢次修改才得以完善，在以后應(yīng)該注重編程方面的訓(xùn)練。此外我還更深入的理解了各個進程調(diào)度算法，及實現(xiàn)過程。在編寫程序時查詢了很多資料，間接提高了我的搜索能力。在此次課程設(shè)計過程中，對進程的相關(guān)知識有了一定的加深。特別是對進程的進程控制塊的存在和價值有了更進一步的認(rèn)識。在編寫程序的過程之中，對進程自身信息的設(shè)計和管理以及調(diào)度的算法都有助于對書本知識的理解和掌握。特別是設(shè)計先來先服務(wù)調(diào)度算法和時間片輪轉(zhuǎn)調(diào)度算法的時候，對進程的調(diào)度算法有了更好的深入理解。對進程管理中的等待隊列，就緒隊列，時間片等概念有了更深刻的印象。在設(shè)計此模擬操作系統(tǒng)的課設(shè)中，也加深了對c++知識的把握。解決了一些以往在編程中遇到了困難。通過此次的課程設(shè)計，不僅提高了對操作系統(tǒng)的認(rèn)知，也在同時提高了編程的能力，加強了實踐。另外，我覺得此次課程設(shè)計雖然主要問題是在編程上，但是經(jīng)過不斷的去調(diào)試，還是成功的調(diào)試了出來。但是這幾個程序用了多天的時間進展分析和修改，雖然出現(xiàn)了不少問題，但收獲頗多！源代碼：#include<iostream>#include<cstring>#include<cstddef>usingnamespacestd;intfcfsoutput();/*調(diào)度結(jié)果輸出*/intfcfsinput();//進程參數(shù)的初始化voidkaishi();#defineMAX10structnode//建設(shè)鏈表來存放進程數(shù)據(jù){charname[5];//進程名稱intneed_time;//所需要的時間intallocation;//占用cpu的情況charstate;//目前的狀態(tài)R為運行，E為運行完畢node*next;//鏈表的尾結(jié)點};structtask_struct{charname;/*進程名稱*/intnumber;/*進程編號*/floatcome_time;/*到達時間*/floatrun_begin_time;/*開場運行時間*/floatrun_time;/*運行時間*/floatrun_end_time;/*運行完畢時間*/intpriority;/*優(yōu)先級*/intorder;/*運行次序*/intrun_flag; /*調(diào)度標(biāo)志*/}tasks[MAX];intcounter;/*實際進程個數(shù)*/intfcfs()/*先來先服務(wù)算法*/{fcfsinput();floattime_temp=0;inti;intnumber_schedul;time_temp=tasks[0]e_time;for(i=0;i<counter;i++){tasks[i].run_begin_time=time_temp;tasks[i].run_end_time=tasks[i].run_begin_time+tasks[i].run_time;tasks[i].run_flag=1;time_temp=tasks[i].run_end_time;number_schedul=i;tasks[number_schedul].order=i+1;}fcfsoutput();return0;}intfcfsinput(){ task_structtt;inti,j;//初始化進程數(shù)counter=3;//初始化每個到達系統(tǒng)的時間為5、7、8tasks[0]e_time=rand()%9;tasks[1]e_time=rand()%9;tasks[2]e_time=rand()%9;for(i=1;i<3;i++){ for(j=0;j<3-i;j++) { if(tasks[j]e_time>tasks[j+1]e_time) { tt=tasks[j]; tasks[j]=tasks[j+1]; tasks[j+1]=tt; } }}//初始化每個進程估計運行的時間tasks[0].run_time=28;tasks[1].run_time=9;tasks[2].run_time=3;//初始化每個進程的名字 tasks[0].name='A'; tasks[1].name='B'; tasks[2].name='C'; cout<<"************************先來先服務(wù)算法************************"<<endl<<endl;for(i=0;i<counter;i++){tasks[i].run_begin_time=0;tasks[i].run_end_time=0;tasks[i].order=0;tasks[i].run_flag=0;}return0;}intfcfsoutput()/*調(diào)度結(jié)果輸出*/{inti;floatturn_round_time=0,f1,w=0;cout<<"作業(yè)名到達時間運行時間開場時間停頓時間運行次序周轉(zhuǎn)時間"<<endl;for(i=0;i<counter;i++){f1=tasks[i].run_end_time-tasks[i]e_time;turn_round_time+=f1;w+=(f1/tasks[i].run_time);cout<<""<<tasks[i].name<<'\t'<<""<<tasks[i]e_time<<'\t'<<""<<tasks[i].run_time<<'\t'<<""<<tasks[i].run_begin_time<<'\t'<<""<<tasks[i].run_end_time<<'\t'<<tasks[i].order<<'\t'<<f1<<'\t'<<endl;}cout<<"平均周轉(zhuǎn)時間："<<turn_round_time/counter<<endl;cout<<"平均帶權(quán)周轉(zhuǎn)時間："<<w/counter<<endl;cout<<"";return0;}/**/intrr(){intn=3,num=0;node*head=NULL;node*tail=NULL;cout<<"*********************時間片輪轉(zhuǎn)調(diào)度算法*********************"<<endl<<endl;for(inti=0;i<n;i++){node*temp=newnode; if(i==0)strcpy(temp->name,"A"); if(i==1)strcpy(temp->name,"B"); if(i==2)strcpy(temp->name,"C");temp->need_time=rand()%4+1;temp->state='R';//初始狀態(tài)每個進程均為運行態(tài)temp->allocation=0; //初始時進程均不占用cpunum+=temp->need_time;//用num來限制循環(huán)的次數(shù)if(!head){tail=head=temp;}else{tail->next=temp;tail=temp;tail->next=head;}}node*p;p=head;cout<<endl<<"初始時刻："<<endl;cout<<"進程"<<'\t'<<"剩余時間"<<'\t'<<"占用cpu時間"<<endl;while(p!=tail){ cout<<""<<p->name<<'\t'<<""<<p->need_time<<'\t'<<'\t'<<p->allocation<<'s'<<endl; p=p->next;}cout<<""<<tail->name<<'\t'<<""<<tail->need_time<<'\t'<<'\t'<<p->allocation<<'s'<<endl;node*q;intlabel=1;intm=1;while(label==1&&m<=num){ cout<<endl; label=0;while(!p->need_time){ p=p->next;}if(p->need_time){ p->need_time--; p->allocation++; if(p->need_time==0) { p->state='E'; } label=1; p=p->next;}cout<<"執(zhí)行"<<m<<"秒后："<<endl;q=head;cout<<"進程"<<'\t'<<"剩余時間"<<'\t'<<"占用cpu時間"<<endl;while(q!=tail){ cout<<""<<q->name<<'\t'<<""<<q->need_time<<'\t'<<'\t'<<q->allocation<<'s'<<endl; q=q->next;}cout<<""<<tail->name<<'\t'<<""<<tail->need_time<<'\t'<<'\t'<<q->allocation<<'s'<<endl;m++;}cout<<endl<<"";return0;}/**/intconstMEMO=256;//初始化常類型MEMO，用MEMO表示內(nèi)存大小〔常類型的變量或?qū)ο蟮闹凳遣荒鼙桓碌摹硈tructFreeMemory{intID;intStartAdd;intSize;boolState;//定義state為布爾型變量，其值只有真〔TRUE)和假〔FALSE)FreeMemory*Next;};FreeMemory*AllocTable=newFreeMemory;//建設(shè)全局管理表用于內(nèi)存分配與回收FreeMemory*PtrforCycleFit=AllocTable;//為循環(huán)首次適應(yīng)定義的指針，此指針用于指向當(dāng)前查找的起始地址;//初始化內(nèi)存函數(shù)voidMemoryInit(FreeMemory*&tempAdd){tempAdd->ID=0;//初始化當(dāng)前進程為空tempAdd->Size=MEMO;//初始化可分配空間為內(nèi)存大小tempAdd->StartAdd=0;//初始化起始地址為0tempAdd->State=false;//初始化狀態(tài)為未分配tempAdd->Next=NULL;//初始化下一個進程也為空}//反響內(nèi)存現(xiàn)態(tài)voidDispMemory(){FreeMemory*temp=AllocTable;//全局管理表反映內(nèi)存狀態(tài)cout<<"系統(tǒng)總內(nèi)存:"<<MEMO<<endl;for(;temp;temp=temp->Next)cout<<"進程ID："<<temp->ID<<""<<"大小："<<temp->Size<<""<<"起始地址:"<<temp->StartAdd<<""<<"是否已分配:"<<temp->State<<endl;}//輸出內(nèi)存的各個變量//分區(qū)排序voidSortPartition(boolorder)//在此使用的是快速排序算法{FreeMemory*temp1=AllocTable;FreeMemory*temp2=AllocTable;FreeMemory*Last1=temp1;FreeMemory*Last2=temp2;if(temp2->Next)temp2=temp2->Next;switch(order){case1://升序局部{for(;temp1;temp1=temp1->Next){for(;temp2;temp2=temp2->Next){if((temp1->Size>temp2->Size)&&!temp1->State&&!temp2->State)//找到符合條件的，那么交換{Last1->Next=temp2;Last2->Next=temp1;FreeMemory*temp=temp2->Next;temp2->Next=temp1->Next;temp1->Next=temp->Next;}Last2=temp2;}Last1=temp1;}}break;case0://降序局部{for(;temp1;temp1=temp1->Next){for(;temp2;temp2=temp2->Next){if((temp1->Size<temp2->Size)&&!temp1->State&&!temp2->State)//找到符合條件的，那么交換{Last1->Next=temp2;Last2->Next=temp1;FreeMemory*temp=temp2->Next;temp2->Next=temp1->Next;temp1->Next=temp->Next;}Last2=temp2;}Last1=temp1;}}}}/*內(nèi)存分配*/boolAlloc_FirstFit(intid,intTrySize)//定義布爾型函數(shù)Alloc_FirstFit(){//查找一個可用第一個滿足分配請求的分區(qū)，如果滿足將其寫入內(nèi)存分配表//否那么分配失敗，返回FreeMemory*temp=AllocTable;for(;temp;temp=temp->Next){if(TrySize<=temp->Size&&!temp->State)//第一個滿足條件的分區(qū)已找到{if(TrySize==temp->Size)//剛好和申請的大小一致{temp->ID=id;//保持不變temp->Next,Size,StartAdd都不用變temp->State=true;//值為真表示已分配}else//比所找到的要小，那么需要將其拆分{FreeMemory*NewItem=newFreeMemory;NewItem->Next=temp->Next;NewItem->ID=0;NewItem->Size=temp->Size-TrySize;NewItem->StartAdd=temp->StartAdd+TrySize;NewItem->State=false;temp->ID=id;temp->Size=TrySize;temp->State=true;temp->Next=NewItem;}returntrue;}}//endforreturnfalse;}boolAlloc_BestFit(intid,intTrySize){//查找滿足此條件的x1<=TrySize<=x2的分區(qū),然后將其放置在x2中，并將x2拆分成兩個分區(qū)SortPartition(true);//使用快速排序算法，升序排序FreeMemory*temp=AllocTable;if(temp->Next)temp=temp->Next;for(;temp;temp=temp->Next){if(TrySize<=temp->Size&&!temp->State)//第一個滿足條件的分區(qū)已找到{if(TrySize==temp->Size)//剛好和申請的大小一致{temp->ID=id;//保持不變temp->Next,Size,StartAdd都不用變temp->State=true;//值為真表示已分配}else//比所找到的要小，那么需要將其拆分{FreeMemory*NewItem=newFreeMemory;NewItem->Next=temp->Next;NewItem->ID=0;NewItem->Size=temp->Size-TrySize;NewItem->StartAdd=temp->StartAdd+TrySize;NewItem->State=false;temp->ID=id;temp->Size=TrySize;temp->State=true;temp->Next=NewItem;}returntrue;}}//endforreturnfalse;}boolAlloc_Memory(intid,intAlgorithm,intTrySize)//對算法進展選擇{switch(Algorithm){case1:returnAlloc_FirstFit(id,TrySize);break;case2:returnAlloc_BestFit(id,TrySize);break;default:cout<<"你沒有指定算法,系統(tǒng)將默認(rèn)為首次適應(yīng)算法!!!"<<endl;returnAlloc_FirstFit(id,TrySize);}}/*EndMemoryAlloc內(nèi)存分配區(qū)操作定義完成*//*RecycleMemory回收內(nèi)存*/boolFree_Memory(intid){FreeMemory*temp=AllocTable;FreeMemory*Last=temp;if(temp->ID==id){//考慮第一條記錄的特殊情況if(temp->Next&&!temp->Next->State)//下一分區(qū)沒有被占用，將與本條合并{temp->ID=0;temp->Size=temp->Size+temp->Next->Size;temp->State=0;//回收Last=temp->Next;temp->Next=temp->Next->Next;deleteLast;}else//只有第一分區(qū)為空，那么去除相關(guān)表項的數(shù)據(jù){temp->ID=0;temp->State=false;//改為沒有使用狀態(tài)}returntrue;}//特殊情況第一條if(temp->Next)temp=temp->Next;for(;temp;temp=temp->Next){/*回收操作,回收過程中，要用到三個指針，上一個Last,當(dāng)前temp,下一個temp->next當(dāng)temp指向表頭或表尾時需要特殊考慮*/if(temp->ID==id)//begin找到該ID表項{if(temp->Next)//沒有到最后一條{if(!Last->State&&!temp->Next->State)//回收區(qū)與插入點的前、后兩個分區(qū)鄰接優(yōu)先級為1{Last->Next=temp->Next->Next;Last->Size=Last->Size+temp->Size+temp->Next->Size;deletetemp->Next;deletetemp;}elseif(!Last->State)//回收區(qū)與插入點的前一個分區(qū)相鄰接優(yōu)先級為2{Last->Next=temp->Next;Last->Size=Last->Size+temp->Size;deletetemp;}elseif(!(temp->Next->State))//回收區(qū)與插入點的后一個分區(qū)相鄰接優(yōu)先級為3{//if(temp->Next->Next)Last=temp->Next->Next;//else//Last=NULL;temp->Size=temp->Size+temp->Next->Size;temp->State=false;temp->ID=0;FreeMemory*tempfor=temp->Next;temp->Next=Last;deletetempfor;}else//回收區(qū)為獨立單位.優(yōu)先級為4{temp->ID=0;temp->State=false;}}//最后一條else{if(!Last->State)//最后一條的前一條為空{(diào)Last->Size=Last->Size+temp->Size;Last->Next=NULL;deletetemp;}else//最后一條的前一條不為空{(diào)temp->ID=0;temp->State=0;}}returntrue;}//end找到該ID表項此類情況處理完畢Last=temp;}//endforreturnfalse;}/*MemoryRecycled內(nèi)存分配完畢Alldone,thejobreferedwillleavesystem*///當(dāng)進程開場時,就應(yīng)該為之分配內(nèi)存voidBeginJob(intid,intAlgorithm,intTrySize){Alloc_Memory(id,Algorithm,TrySize);}//當(dāng)要退出工作時,就要回收//此退出的工作由執(zhí)行函數(shù)調(diào)用voidEndJob(intid){Free_Memory(id);}/**/voidFIFO(){ intlength; intfifo[100]={0}; intpageLength; intfifoPage[100]={0}; inti,j; cout<<"***********************先進先出算法**************************"<<endl; pageLength=3; length=9; cout<<"時刻t"<<'\t'; for(i=0;i<length;i++) { cout<<i<<'\t'; }cout<<endl<<"引用串"<<'\t'; for(i=1;i<=length;i++) { fifo[i]=rand()%5+1; cout<<fifo[i]<<'\t'; } for(i=1;i<=length;i++){ intflag=0; for(j=1;j<=pageLength;j++){ if(fifo[i]==fifoPage[j]){ flag=1; j=pageLength+1; }elseif(fifoPage[j]==0){ fifoPage[j]=fifo[i]; j=pageLength+1; flag=1; } } if(flag==1) { } else { cout<<"→淘汰"<<fifoPage[1]<<endl; for(j=1;j<=pageLength;j++){ fifoPage[j]=fifoPage[j+1]; } fifoPage[pageLength]=fifo[i]; } cout<<endl<<"t="<<i-1<<"時"<<'\t'; for(intjk=1;jk<=pageLength;jk++) { cout<<"P"<<jk<<'\t'; } cout<<endl<<'\t'; for(ints=1;s<=pageLength;s++){ cout<<fifoPage[s]<<'\t'; } cout<<endl; }}/**/voidLRU(){ intlength; intlru[100]={0}; intpageLength; intlruPage[100]={0}; inti,j; cout<<"***********************最近最少使用LRU算法***********************"<<endl; pageLength=3; length=9; cout<<"時刻t"<<'\t'; for(i=0;i<length;i++) { cout<<i<<'\t'; }cout<<endl<<"引用串"<<'\t'; for(i=1;i<=length;i++) { lru[i]=rand()%5+1; cout<<lru[i]<<'\t'; } for(i=1;i<=length;i++){ intflag=0; for(j=1;j<=pageLength;j++){ if(lru[i]==lruPage[j]){