计算机系统结构实验报告
院系：09级计算机系
学号：230xxxxxxxxxxx
姓名：xxxxxxx
完成日期：2012.5.20
班级0xxxxxx 实验日期201xxx实验成绩姓名xxxxx 学号2xxxxxxxx
实验名称指令调度与延迟分支
实验目的、要求及器材实验目的：
1、加深对指令调度技术的理解；
2、加深对延迟分支技术的理解；
3、熟练掌握用指令调度技术解决流水线中的数据冲突的方法；
4、进一步理解指令调度技术对CPU性能的改进；
5、进一步理解延迟分支技术对CPU性能的改进。
实验平台：
1．采用指令级和流水线操作级模拟器MIPSsim；
2．Windows xp PC机一台
实验内容、步骤及结果实验步骤：
1、启动MIPSsim。
2、根据2.5节相关内容关于流水线的描述，进一步理解流水线窗口中各
段的功能；
3、选择“配置”--“流水方式”选项；
4、用指令调度解决流水线中的数据冲突
（1）启动MIPSsim；
（2）用MIPSsim的“文件”—“载入程序”选项加载schedule.s；
（3）关闭定向功能，“配置”—“定向”；
（4）执行载入程序，通过查看统计数据与始终周期图，找出并记录程序执行过程中各种冲突的次数没发生冲突的指令组合以及
程序执行的总周期数；
程序执行的总周期数：33
程序冲突的组合：
ADDIU $r1,$r0,A
LW $r2,0($r1)与上条写后读冲突；
ADD $r4,$r0,$r2
SW $r4,0($r1)与上条指令写后读冲突；
LW $r6,4($r1)
ADD $r8,$r6,$r1同样，与上条指令写后读冲突；
MUL $r12,$r10,$r1
ADD $r16,$r12,$r1同样，与上条指令写后读冲突；
ADD $r18,$r16,$r1 与上条指令组件冲突
SW $r18,16($r1) 同样，与上条指令写后读冲突；；
LW $r20,8($r1)
MUL $r22,$r20,$r14同样，与上条指令写后读冲突；
（5）采用指令调度技术对程序进行指令调度，消除冲突。将调度后的程序写入afer-schedule.s中。
内容如示：
ADDIU $r1,$r0,A
MUL $r24,$r26,$r14
LW $r2,0($r1)
LW $r20,8($r1)
MUL $r12,$r10,$r1
ADD $r4,$r0,$r2
LW $r6,4($r1)
ADD $r16,$r12,$r1
MUL $r22,$r20,$r14
SW $r4,0($r1)
ADD $r18,$r16,$r1
ADD $r8,$r6,$r1
SW $r18,16($r1)
（6）载入after-schedule.s；
（7）执行该程序。观察程序在流水线中的执行情况，记录程序执行的总始终周期数。
总始终周期数为：18
（8）根据记录结果，比较调度前与调度后的性能，论述指令调度对与提高CPU性能的作用；
很明显，指令调度后时钟总周期数从33降低到18，通过使用指令调度技术显著地提高了CPU的使用率，大大减少了
指令冲突的次数，对提高CPU性能有很大的作用。
5、用延迟分支减少分支指令对性能的影响。
（1）启动MIPSsim；
（2）载入branch.s;
（3）关闭延迟分支功能，“配置”—“延迟槽”
（4）执行程序，观察并记录发生分支延迟的时刻；
（5）记录执行改程序所需要的总时钟周期数；
（6）假设延迟槽为一个，对branch.s进行指令调度，然后保存到delayed-branch.s中；
代码如如示：
main:
ADDI $r2,$r0,1024
ADD $r3,$r0,$r0
ADDI $r4,$r0,8
loop:
LW $r1,0($r2)
ADDI $r3,$r3,4
ADDI $r1,$r1,1
SUB $r5,$r4,$r3
SW $r1,0($r2)
BGTZ $r5,loop
LW $r1,0($r2)
ADD $r7,$r0,$r6
TEQ $r0,$r0
（7）载入delayed-branch.s；
（8）打开延迟分支功能；
（9）执行该程序，观察其时钟周期图；
（10）记录执行该程序所用的总时钟周期数；
执行总周期数：25
ID端执行了19条指令
（11）对比上诉两种情况的时钟周期图；
（12）根据记录结果，比较没采用延迟分支和采用了延迟分支的性能之间的不同，论述延迟分支对于条CPU性能的作用。
对比两种情况的时钟周期总数可知，在使用延迟槽后，指令在运行到跳转指令附近时，在期望概率上很大部分可
能不会出现延迟等待，故能够稍微提高CPU性能，但是在跳转指
令较多的程序中，此方法更为实用。
6、补充实验
（1）按照要求写程序，但可对样例代码branch改编生成，结果如示： .text
main:
ADD.D $f2,$f0,$f1
SUB $r0,$r0,$r0
ADDI $r2,$r0,1024
ADDI $r4,$r0,16
ADD $r3,$r0,$r0
loop:
LW $r1,0($r2)
ADDI $r1,$r1,1
SW $r1,0($r2)
ADDI $r3,$r3,4
SUB $r5,$r4,$r3
BGTZ $r5,loop
ADD $r7,$r0,$r6
TEQ $r0,$r0
周期以及停顿信息：
（2）用循环展开、寄存器换名以及指令调度提高性能
代码如示：
.text
main:
ADD.D $f2,$f0,$f1
SUB $r0,$r0,$r0
ADDI $r2,$r0,1024
ADD $r3,$r0,$r0
ADDI $r4,$r0,16
loop:
LW $r1,0($r2)
ADDI $r1,$r1,1
SW $r1,0($r2)
LW $r8,32($r2)
ADDI $r8,$r8,1
SW $r8,32($r2)
LW $r9,64($r2)
ADDI $r9,$r9,1
SW $r9,64($r2)
LW $r10,96($r2)
ADDI $r10,$r10,1
SW $r10,96($r2)
LW $r11,128($r2)
ADDI $r11,$r11,1
SW $r11,128($r2)
ADDI $r3,$r3,16
SUB $r5,$r4,$r3
BGTZ $r5,loop
ADD $r7,$r0,$r6
TEQ $r0,$r0
周期以及停顿信息：
PS: 当定向技术打开和关闭时结果是否有差异？
答：当定向技术打开时，如果指令调度技术较为理想则不会有太多
的提高，当然如果对指令调度不太成功则会存在较大差异。
Stall是否越少越好？
答：Stall较少对其性能提高有一定的影响，但是当stall降低到一
定程度后则不会有很大的提高。
总结实验小结：通过这次实验，对指令系统中各种优化方法有了一定的了解，并且在补充实验中使用集中优化策略的综合，让我等对其有了较为总统的认识，对以后编写代码有一定的指导作用。
补充实验中对循环扩展的理解不太充分，只是对大概的流程有了一定的认识，而且对性能的提高不是很好，只减少了20个时钟周期左右，但是CPU使用率明显上升，使得资源得到了跟好的利用。
总之，通过这次实验，对实验教程上的策略有了较为深入的了解，总体上实验难度适中。
附
录
电力系统调度自动化实验指导书 电气工程实验教学中心
电力系统调度自动化实验 一、实验目的 1．了解电力系统自动化的遥测，遥信，遥控，遥调等功能。 2．了解电力系统调度的自动化。 二、基本原理 电力系统是由许多发电厂，输电线路和各种形式的负荷组成。由于元件数量大，接线复杂，因而大大增加了分析计算的复杂性。作为电力系统的调度和通信中心担负着整个电力网的调度任务，以实现电力系统的安全优质和经济运行的目标。 “PS－5G型电力系统微机监控实验台”相当于电力系统的调度和通信中心。针对5个发电厂的安全、合理分配和经济运行进行调度，针对电力网的有功功率进行频率调整，针对电力网的无功功率的合理补偿和分配进行电压调整。 微机监控实验台对电力网的输电线路、联络变压器、负荷全采用了微机型的标准电力监测仪，可以显示各支路的所有电气量。开关量的输入、输出则通过可编程控制器来实现控制，并且各监测仪和PLC通过RS－485 通信口与上位机相联，实时显示电力系统的运行状况。 所有常规监视和操作除在现地进行外，均可在远方的监控系统上完成，计算机屏幕显示整个电力系统的主接线的开关状态和潮流分布，通过画面切换可以显示每台发电机的运行状况，包括励磁电流、励磁电压，通过鼠标的点击，可远方投、切线路或负荷，还可以通过鼠标的操作增、减有功或无功功率，实现电力系统自动化的遥测、
遥信、遥控、遥调等功能。运行中可以打印实验接线图、潮流分布图、报警信息、数据表格以及历史记录等。 三、实验项目和方法 1．电力网的电压和功率分布实验。 2．电力系统有功功率平衡和频率调整实验。 3．电力系统无功功率平衡和电压调整实验。 同学们自己设计实验方案，拟定实验步骤以及实验数据表格。 四、实验报告要求 1．详细说明各种实验方案和实验步骤。 2．认真整理实验数据。 3．比较各项的实验数据，分析其产生的原因。 五、思考题 1．电路系统无功功率补偿有哪些措施？为了保证电压质量采取了哪些调压手段？ 2．何为发电机的一次调频、二次调频？ 3．电力系统经济运行的基本要求是什么？
《计算机操作系统》实验报告 实验五：页面调度算法模拟 学校：╳╳╳ 院系：╳╳╳ 班级：╳╳╳ 姓名：╳╳╳ 学号：╳╳╳
指导教师：╳╳╳ 目录 一、实验题目 (3) 二、实验学时 (4) 三、指导老师 (4) 四、实验日期 (4) 五、实验目的 (4) 六、实验原理 (4) 6.1页面的含义 (4) 6.2 页面置换算法的含义 (4) 6.3 置换算法 (4) 6.3.1最佳置换算法(Optimal) (5) 6.3.2先进先出(FIFO)页面置换算法 (5) 6.3.3 LRU置换算法 (5) 七、实验步骤及结果 (5)
7.1 验证最佳置换算法 (5) 7.1.1 实验截图 (5) 7.1.2 实验分析 (6) 7.2 验证先进先出(FIFO)页面置换算法 (7) 7.2.1 实验截图 (7) 7.2.2 实验分析 (7) 7.3 验证LRU置换算法 (8) 7.3.1 实验截图 (8) 7.3.2 实验分析 (8) 八、报告书写人 (9) 附录一最佳置换算法(Optimal) (9) 附录二先进先出(FIFO)页面置换算法 (15) 附录三LRU置换算法 (20) 实验五：页面调度算法模拟 一、实验题目 页面调度算法模拟
二、实验学时 2学时 三、指导老师 ╳╳╳ 四、实验日期 2018年12月10日星期一 五、实验目的 (1)熟悉操作系统页面调度算法 (2)编写程序模拟先进先出、LRU等页面调度算法，体会页面调度算法原理 六、实验原理 6.1页面的含义 分页存储管理将一个进程的逻辑地址空间分成若干大小相等的片，称为页面或页。 6.2 页面置换算法的含义 在进程运行过程中，若其所要访问的页面不在内存而需把它们调入内存，但内存已无空闲空间时，为了保证该进程能正常运行，系统必须从内存中调出一页程序或数据，送磁盘的对换区中。但应将哪个页面调出，须根据一定的算法来确定。通常，把选择换出页面的算法称为页面置换算法(Page_Replacement Algorithms)。 6.3 置换算法 一个好的页面置换算法，应具有较低的页面更换频率。从理论上讲，应将那些以后不再会访问的页面换出，或将那些在较长时间内不会再访问的页面调出。
【精品实验报告】软件体系结构设计模式实验报告软件体系结构 设计模式实验报告 学生姓名: 所在学院: 学生学号: 学生班级: 指导老师: 完成日期: 一、实验目的 熟练使用PowerDesigner和任意一种面向对象编程语言实现几种常见的设计模式，包括组合模式、外观模式、代理模式、观察者模式和策略模式，理解每一种设计模式的模式动机，掌握模式结构，学习如何使用代码实现这些模式，并学会分析这些模式的使用效果。 二、实验内容 使用PowerDesigner和任意一种面向对象编程语言实现组合模式、外观模式、代理模式、观察者模式和策略模式，包括根据实例绘制模式结构图、编写模式实例实现代码，运行并测试模式实例代码。 (1) 组合模式 使用组合模式设计一个杀毒软件(AntiVirus)的框架，该软件既可以对某个文件夹(Folder)杀毒，也可以对某个指定的文件(File)进行杀毒，文件种类包括文本文件TextFile、图片文件ImageFile、视频文件VideoFile。绘制类图并编程模拟实现。 (2) 组合模式 某教育机构组织结构如下图所示: 北京总部 教务办公室湖南分校行政办公室 教务办公室长沙教学点湘潭教学点行政办公室
教务办公室行政办公室教务办公室行政办公室 在该教育机构的OA系统中可以给各级办公室下发公文，现采用 组合模式设计该机构的组织结构，绘制相应的类图并编程模拟实现，在客户端代码中模拟下发公文。(注:可以定义一个办公室类为抽象叶子构件类，再将教务办公室和行政办公室作为其子类;可以定义一个教学机构类为抽象容器构件类，将总部、分校和教学点作为其子类。) (3) 外观模式 某系统需要提供一个文件加密模块，加密流程包括三个操作，分别是读取源文件、加密、保存加密之后的文件。读取文件和保存文件使用流来实现，这三个操作相对独立，其业务代码封装在三个不同的类中。现在需要提供一个统一的加密外观类，用户可以直接使用该加密外观类完成文件的读取、加密和保存三个操作，而不需要与每一个类进行交互，使用外观模式设计该加密模块，要求编程模拟实现。参考类图如下: reader = new FileReader();EncryptFacadecipher = new CipherMachine();writer = new FileWriter();-reader: FileReader-cipher: CipherMachine-writer: FileWriter +EncryptFacade () +fileEncrypt (String fileNameSrc,: voidString plainStr=reader.read(fileNameSrc); String fileNameDes)String
实时监控功能分析实验报告 一.实验目的 1.对实时监控功能的基本作用有一个感性认识：电力系统的安全、可靠运行是发电、 供电和保障人民生产和生活用电的基本任务，发电厂和变电站当前运行状态信息必须及时准确地送到电力调度控制中心，以便调度人员进行调度。 2.掌握实时监控SCADA的基本功能、实现原理和操作方法。 3.了解表征发电厂和变电站当前运行状态的参数类型和特点、获取方式、表现形式。 如母线电压、有功功率、无功功率、电流和开关状态等。 4.了解改变发电厂和变电站当前运行方式的控制命令信息的类型和特点、下发方式。 5.了解非正常状态信息的表现形式。 二.实验要求 1.已对调度教材中有关调度自动化系统基本结构和功能以及状态信息的处理章节进 行了学习，建立了基本概念。 2.实验前认真阅读实验指导书；实验中，根据实验内容，做好实验记录；实验后，写 出实验报告。 3.认真上机操作，建立感性认识。 4.严格按照教师的指导进行操作。 5.在实验过程中做好记录。 三.系统结构
发电厂模拟一次控制屏变电站模拟一次控制屏 图1-1 系统结构
四.实验步骤及内容 1.了解实时监控控制台的硬件结构。 （1）调度自动化实验系统配置两台实时监控控制台，一台调度专用投影仪； （2）实时监控控制台联接在调度主站计算机网络系统中； （3）在实时监控控制台上运行实时监控软件； 2.启动系统 （1）启动厂站一次控制模拟屏和远方采集终端RTU； （2）启动HUB； （3）启动前置通信控制台及其软件； （4）启动服务器； （5）启动实时监控控制台及其软件。 3.了解实时监控控制台的软件配置情况 （1）IP地址 （2）共享目录的映射关系 （3）实时监控软件运行状况，菜单功能，多画面显示 4.实时画面显示 （1）分别调出系统接线图、发电厂和变电站主接线图；
操作系统实验报告（二） 实验题目：进程调度算法 实验环境：C++ 实验目的：编程模拟实现几种常见的进程调度算法，通过对几组进程分别使用不同的调度算法，计算进程的平均周转时间和平均带权周转时间，比较 各种算法的性能优劣。 实验内容：编程实现如下算法： 1.先来先服务算法； 2.短进程优先算法； 3.时间片轮转调度算法。 设计分析： 程序流程图： 1.先来先服务算法 开始 初始化PCB，输入进程信息 各进程按先来先到的顺序进入就绪队列 结束 就绪队列？ 运行 运行进程所需CPU时间 取消该进程 2.短进程优先算法
3.时间片轮转调度算法 实验代码： 1.先来先服务算法 #include
int atime; //进程到达时间 int runtime; //进程运行时间 }fcs; void main() { int amount,i,j,diao,huan; fcs f[n]; cout<<"请输入进程个数:"<
实验二结构相关 一、实验目得: 通过本实验,加深对结构相关得理解,了解结构相关对CPU性能得影响。 二、实验内容: 1、用WinDLX模拟器运行程序structure_d、s 。 2、通过模拟,找出存在结构相关得指令对以及导致结构相关得部件。 3、记录由结构相关引起得暂停时钟周期数,计算暂停时钟周期数占总执行 周期数得百分比。 4、论述结构相关对CPU性能得影响,讨论解决结构相关得方法。 三、实验程序structure_d、s LHI R2, (A>>16)&0xFFFF 数据相关 ADDUI R2, R2, A&0xFFFF LHI R3, (B>>16)&0xFFFF ADDUI R3, R3, B&0xFFFF ADDU R4, R0, R3 loop: LD F0, 0(R2) LD F4, 0(R3) ADDD F0, F0, F4 ;浮点运算,两个周期,结构相关 ADDD F2, F0, F2 ; < A stall is found (an example of how to answer your questions) ADDI R2, R2, #8 ADDI R3, R3, #8 SUB R5, R4, R2 BNEZ R5, loop ;条件跳转 TRAP #0 ;; Exit < this is a ment !! A: 、double 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 B: 、double 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 四、实验过程 打开软件,load structure_d、s文件,进行单步运行。经过分析,此程序一 次循环中共有五次结构相关。(Rstall 数据相关Stall 结构相关) 1)第一个结构相关:addd f2,,f0,f2 由于前面得数据相关,导致上一条指令addd f0,f0,f4暂停在ID阶段,所以下一条指令addd f2,,f0,f2发生结构相关,导致相关得部件:译码部件。
电气系统综合实验（下）电力系统动态模拟实验 实验模版 任务编号
电力系统调度自动化实验 一、实验目的 1．了解电力系统自动化的遥测，遥信，遥控，遥调等功能。 2．了解电力系统调度的自动化。 二、原理与说明 电力系统是由许多发电厂，输电线路和各种形式的负荷组成的。由于元件数量大，接线复杂，因而大大地增加了分析计算的复杂性。作为电力系统的调度和通信中心担负着整个电力网的调度任务，以实现电力系统的安全优质和经济运行的目标。随着微电子技术、计算机技术和通信技术的发展，综合自动化技术也得到迅速发展。 电网调度自动化是综合自动化的一部分，它只包括远动装置和调度主站系统，是用来监控整个电网运行状态的。为使调度人员统观全局，运筹全网，有效地指挥电网安全、稳定和经济运行，实现电网调度自动化已成为调度现代电网的重要手段，其作用主要有以下三个方面： 1、对电网安全运行状态实现监控 电网正常运行时，通过调度人员监视和控制电网的周波、电压、潮流、负荷与出力；主设备的位置状况及水、热能等方面的工况指标，使之符合规定，保证电能质量和用户计划用电、用水和用汽的要求。 2、对电网运行实现经济调度 在对电网实现安全监控的基础上，通过调度自动化的手段实现电网的经济调度，以达到降低损耗、节省能源，多发电、多供电的目的。 3、对电网运行实现安全分析和事故处理 导致电网发生故障或异常运行的因素非常复杂，且过程十分迅速，如不能及时预测、判断或处理不当，不但可能危及人身和设备安全，甚至会使电网瓦解崩溃，造成大面积停电，给国民经济带来严重损失。为此，必须增强调度自动化手段，实现电网运行的安全分析，提供事故处理对策和相应的监控手段，防止事故发生以便及时处理事故，避免或减少事故造成的重大损失。 二、电网调度自动化的基本内容 现代电网调度自动化所设计的内容范围很广，其基本内容如下： 1、运行监视
作业调度实验报告 Document number：NOCG-YUNOO-BUYTT-UU986-1986UT
实验二作业调度 一.实验题目 1、编写并调试一个单道处理系统的作业等待模拟程序。 作业调度算法：分别采用先来先服务（FCFS），最短作业优先（SJF）、响应比高者优先（HRN）的调度算法。 （1）先来先服务算法：按照作业提交给系统的先后顺序来挑选作业，先提交的先被挑选。 （2）最短作业优先算法：是以进入系统的作业所提出的“执行时间”为标准，总是优先选取执行时间最短的作业。 （3）响应比高者优先算法：是在每次调度前都要计算所有被选作业（在后备队列中）的响应比，然后选择响应比最高的作业执行。 2、编写并调度一个多道程序系统的作业调度模拟程序。 作业调度算法：采用基于先来先服务的调度算法。可以参考课本中的方法进行设计。 对于多道程序系统，要假定系统中具有的各种资源及数量、调度作业时必须考虑到每个作业的资源要求。 二.实验目的： 本实验要求用高级语言（C语言实验环境）编写和调试一个或多个作业调度的模拟程序，了解作业调度在操作系统中的作用，以加深对作业调度算法的理解三 .实验过程 <一>单道处理系统作业调度 1)单道处理程序作业调度实验的源程序: 执行程序: 2)实验分析：
1、由于在单道批处理系统中，作业一投入运行，它就占有计算机的一切资源直到作业完成为止，因此调度作业时不必考虑它所需要的资源是否得到满足，它所占用的 CPU 时限等因素。 2、每个作业由一个作业控制块JCB 表示，JCB 可以包含如下信息：作业名、提交时间、所需的运行时间、所需的资源、作业状态、链指针等等。作业的状态可以是等待W(Wait)、运行R(Run)和完成F(Finish)三种状态之一。每个作业的最初状态总是等待W 。 3、对每种调度算法都要求打印每个作业开始运行时刻、完成时刻、周转时间、带权周转时间，以及这组作业的平均周转时间及带权平均周转时间。 3)流程图: 二.最短作业优先算法 三.高响应比算法 图一.先来先服务流程图 4)源程序: #include <> #include <> #include <> #define getpch(type) (type*)malloc(sizeof(type)) #define NULL 0 int n; float T1=0,T2=0; int times=0; struct jcb .\n",p->name); free(p); .wait...",time); if(times>1000) 代替 代替
处理器调度一、实验内容 选择一个调度算法，实现处理器调度。 二、实验目的 在采用多道程序设计的系统中，往往有若干个进程同时处于就绪状态。 当就绪状态进程 个数大于处理器数时，就必须依照某种策略来决定哪些进程优先占用处理器。本实验模拟在单处理器情况下处理器调度，帮助学生加深了解处理器调度的工作。 三、实验题目 设计一个按优先数调度算法实现处理器调度的程序 提示： （1）假定系统有五个进程，每一个进程用一个进程控制块PCB来代表。进 程控制块的格 式为： 其中，进程名----作为进程的标识，假设五个进程的进程名分别是R, P2, P3， P4，R。 指针—按优先数的大小把五个进程连成队列，用指针指出下一个进程的进程控制块
首地址，最后一个进程中的指针为“ 0”。 要求运行时间-- 假设进程需要运行的单位时间数。 优先数-赋予进程的优先数，调度时总是选取优先数大的进程先执行。 状态-可假设有两种状态，“就绪”状态和“结束“状态，五个进程的初 始状态都为 “就绪“状态，用“ R”表示，当一个进程运行结束后，它的状态变为“结束”， 用“ E”表示。 （2）在每次运行你所设计的处理器调度程序之前，为每个进程任意确定它的“优先数” 和“要求运行时间”。 （3）为了调度方便，把五个进程按给定的优先数从大到小连成队列，用一单元指出队首 进程，用指针指出队列的连接情况。例： 队首标志 （4）处理器调度总是选队首进程运行。采用动态改变优先数的办法，进程每运行一次优 先数就减“ 1”。由于本实验是模拟处理器调度，所以，对被选中的进程并不实际的 启动运行，而是执行： 优先数－ 1 要求运行时间－1 来模拟进程的一次运行提醒注意的是：在实际的系统中，当一个进程被选中运
配网自动化实验报告 学院：电气信息学院 学生： 学号： 班级： 任课教师：
一.实验名称： 馈线自动化功能分析 二.实验目的： 1.对馈线自动化功能的基本作用有一个感性认识：配电网的安全、可靠运 行是发电、供电和保障人民生产和生活用电的重要任务，馈线的运行方 式和负荷信息必须及时准确地送到配网监控中心，以便运行管理人员进 行调度控制管理；当故障发生后，能及时准确地确定故障区段，迅速隔 离故障区段并恢复健全区域供电。 2.掌握配网SCADA的基本功能、实现原理和操作方法。 3.了解表征馈线当前运行状态的参数类型和特点、获取方式、表现形式。 如馈电点电压、有功功率、无功功率、电流和开关状态等。 4.了解改变馈线当前运行方式的控制命令信息的类型和特点、下发方式。 5.了解非正常状态信息的表现形式。 6.掌握故障判断、隔离和健全区域恢复供电功能的原理和实现。 三.实验要求： 1.已对配网教材中有关馈线自动化系统基本结构和功能以及状态信息的 处理章节进行了学习，建立了基本概念。 2.实验前认真阅读实验指导书；实验中，根据实验内容，做好实验记录； 实验后，写出实验报告。 3.认真上机操作，建立感性认识。 4.严格按照教师的指导进行操作。 5.在实验过程中做好记录。 四.系统结构：
FTU FTU 图4-1 系统结构 五.系统功能：
图4-2 系统功能
六.实验步骤及内容： 1.了解馈线自动化的硬件结构 （1）调度自动化实验系统配置两台实时监控控制台，一台调度专用投影仪； （2）实时监控控制台联接在调度主站计算机网络系统中； （3）在实时监控控制台上运行实时监控软件，既监控输电网又监控配电网的运行情况； （4）本实验将连接在调度主站计算机网络系统中的多台微机控制台安装并运行实时监控软件，以满足更多同学同时上机操作的需要。 2.启动系统 （1）启动厂站一次控制模拟屏和远方采集终端RTU； （2）启动HUB； （3）启动服务器； （4）启动前置通信控制台及其软件； （5）启动实时监控控制台及其软件。 3.了解实时监控控制台的软件配置情况 （1） IP地址 （2）共享目录的映射关系 （3）实时监控软件运行状况，菜单功能，多画面显示 图4-3 主界面
作业调度 一、实验目的 1、对作业调度的相关内容作进一步的理解。 2、明白作业调度的主要任务。 3、通过编程掌握作业调度的主要算法。 二、实验内容及要求 1、对于给定的一组作业, 给出其到达时间和运行时间，例如下表所示： 2、分别用先来先服务算法、短作业优先和响应比高者优先三种算法给出作业的调度顺序。 3、计算每一种算法的平均周转时间及平均带权周转时间并比较不同算法的优劣。
测试数据 workA={'作业名':'A','到达时间':0,'服务时间':6} workB={'作业名':'B','到达时间':2,'服务时间':50} workC={'作业名':'C','到达时间':5,'服务时间':20} workD={'作业名':'D','到达时间':5,'服务时间':10} workE={'作业名':'E','到达时间':12,'服务时间':40} workF={'作业名':'F','到达时间':15,'服务时间':8} 运行结果 先来先服务算法 调度顺序:['A', 'B', 'C', 'D', 'E', 'F'] 周转时间: 带权周转时间:
短作业优先算法 调度顺序:['A', 'D', 'F', 'C', 'E', 'B'] 周转时间: 带权周转时间:1. 响应比高者优先算法 调度顺序:['A', 'D', 'F', 'E', 'C', 'B'] 周转时间: 带权周转时间: 五、代码 #encoding=gbk workA={'作业名':'A','到达时间':0,'服务时间':6,'结束时间':0,'周转时间':0,'带权周转时间':0} workB={'作业名':'B','到达时间':2,'服务时间':50} workC={'作业名':'C','到达时间':5,'服务时间':20} workD={'作业名':'D','到达时间':5,'服务时间':10} workE={'作业名':'E','到达时间':12,'服务时间':40} workF={'作业名':'F','到达时间':15,'服务时间':8} list1=[workB,workA,workC,workD,workE,workF] list2=[workB,workA,workC,workD,workE,workF] list3=[workB,workA,workC,workD,workE,workF] #先来先服务算法 def fcfs(list): resultlist = sorted(list, key=lambda s: s['到达时间']) return resultlist #短作业优先算法 def sjf(list): time=0 resultlist=[] for work1 in list: time+=work1['服务时间'] listdd=[] ctime=0 for i in range(time): for work2 in list: if work2['到达时间']<=ctime: (work2) if len(listdd)!=0: li = sorted(listdd, key=lambda s: s['服务时间']) (li[0]) (li[0]) ctime+=li[0]['服务时间'] listdd=[]
设计性实验报告 一、实验目的 1.在Linux下用C语言编程模拟优先级进程调度算法和时间片轮转进程调度算法。 2.为了清楚地观察每个进程的调度过程，每次调度程序应将各个进程的情况显示出来。 二、总体设计（设计原理、设计方案及流程等） 1、优先级进程调度算法 采用动态优先级进程调度算法，其基本思想是每次调度总是把处理机分配给优先级最高的进程，同时在运行过程中进程的优先级随着执行或等待的时间而降低或增加。 在该实验中每个进程用一个进程控制块（ PCB）表示。进程控制块包含如下信息：进程号，进程名、优先数、需要运行时间、已用CPU时间、进程状态。进程号，名字，优先数，运行的时间，事先人为地指定。每个进程的状态可以是就绪，执行，阻塞或完成4种状态之一。 就绪进程获得 CPU后都只能运行一个时间片。用已占用CPU时间加1来表示。就绪队列中的进程在等待一个时间片后，优先级增1。如果运行一个时间片后，进程的已占用 CPU时间已达到所需要的运行时间，则撤消该进程，如果运行一个时间片后进程的已占用CPU时间还未达所需要的运行时间，也就是进程还需要继续运行，此时将进程的优先级减1，然后把它插入就绪队列等待CPU。 2、时间片轮转调度算法 采用简单时间片轮转调度算法，其基本思想是：所有就绪进程按 FCFS排成一个队列，总是把处理机分配给队首的进程，各进程占用CPU的时间片相同。如果运行进程用完它的时间片后还未完成，就把它送回到就绪队列的末尾，把处理机重新分配给队首的进程。直至所有的进程运行完毕。 三、实验步骤（包括主要步骤、代码分析等） 1.打开linux虚拟机，用vim编辑器打开代码进行修改和调整。用gcc编译器进行编译编译运行首先运行优先级算法，如图所示：
中南大学软件学院 软件体系结构 设计模式实验报告 学生姓名：宋昂 所在学院：软件学院 学生学号： 3901080115 学生班级：软件0801 指导老师：刘伟 完成日期： 2010-12-7
一、实验目的 熟练使用PowerDesigner和任意一种面向对象编程语言实现几种常见的设计模式，包括简单工厂模式、工厂方法模式、抽象工厂模式、单例模式和适配器模式，理解每一种设计模式的模式动机，掌握模式结构，学习如何使用代码实现这些模式，并学会分析这些模式的使用效果。 二、实验内容 使用PowerDesigner和任意一种面向对象编程语言实现简单工厂模式、工厂方法模式、抽象工厂模式、单例模式和适配器模式，包括根据实例绘制模式结构图、编写模式实例实现代码，运行并测试模式实例代码。 (1) 简单工厂模式 使用简单工厂模式设计一个可以创建不同几何形状(Shape)的绘图工具类，如可创建圆形(Circle)、方形(Rectangle)和三角形(Triangle) 对象，每个几何图形都要有绘制draw()和擦除erase()两个方法，要求在绘制不支持的几何图形时，提示一个UnsupportedShapeException，绘制类图并编程实现。 (2) 简单工厂模式 使用简单工厂模式模拟女娲(Nvwa)造人(Person)，如果传入参数“M”，则返回一个Man 对象，如果传入参数“W”，则返回一个Woman对象，使用任意一种面向对象编程语言实现该场景。现需要增加一个新的Robot类，如果传入参数“R”，则返回一个Robot对象，对代码进行修改并注意女娲的变化。 (3) 工厂方法模式 某系统日志记录器要求支持多种日志记录方式，如文件记录、数据库记录等，且用户可以根据要求动态选择日志记录方式，现使用工厂方法模式设计该系统。用代码实现日志记录器实例，如果在系统中增加一个中的日志记录方式——控制台日志记录(ConsoleLog)，绘制类图并修改代码，注意增加新日志记录方式过程中原有代码的变化。
进程调度模拟实验 一、实验目的 用高级语言编写和调试一个进程调度程序，以加深对进程的概念及进程调度算法的理解。 二、实验内容和要求 1.编写并调试一个模拟的进程调度程序，采用“简单时间片轮转法”调度算法对五个进程 进行调度。 2.每个进程有一个进程控制块（ PCB）表示。进程控制块可以包含如下信息：进程名、到 达时间、需要运行时间、已运行时间、进程状态等等。 3.进程的到达时间及需要的运行时间可以事先人为地指定（也可以由随机数产生）。进程 的到达时间为进程输入的时间。进程的运行时间以时间片为单位进行计算。 4.每个进程的状态可以是就绪 W（Wait）、运行R（Run）两种状态之一。 5.就绪进程获得 CPU后都只能运行一个时间片。用运行时间加1来表示。 6.如果运行一个时间片后，进程的已占用 CPU时间已达到所需要的运行时间，则撤消该 进程，如果运行一个时间片后进程的已占用CPU时间还未达所需要的运行时间，也就是进程还需要继续运行，此时应分配时间片给就绪队列中排在该进程之后的进程，并将它插入就绪队列队尾。每进行一次调度程序都打印一次运行进程、就绪队列、以及各个进程的 PCB，以便进行检查。 7.重复以上过程，直到所要进程都完成为止。 三、实验主要仪器设备和材料 硬件环境：IBM-PC或兼容机 软件环境：C语言编程环境 四、实验原理及设计方案 1.进程调度算法：采用多级反馈队列调度算法。其基本思想是：当一个新进程进入内在后， 首先将它放入第一个队列的末尾，按FCFS原则排队等待高度。当轮到该进程执行时，如能在该时间片内完成，便可准备撤离系统；如果它在一个时间片结束时尚为完成，调度程序便将该进程转入第二队列的末尾，再同样地按FCFS原则等待调度执行，以此类推。 2.实验步骤: （1）按先来先服务算法将进程排成就绪队列。 （2）检查所有队列是否为空，若空则退出，否则将队首进程调入执行。 （3）检查该运行进程是否运行完毕，若运行完毕，则撤消进程，否则，将该进程插入到下一个逻辑队列的队尾。 （4）是否再插入新的进程,若是则把它放到第一逻辑队列的列尾。 （5）重复步骤（2）、（3）、（4），直到就绪队列为空。
xx大学操作系统实验报告 姓名：学号：班级： 实验日期： 实验名称：时间片轮转RR进程调度算法 实验二时间片轮转RR进程调度算法 1.实验目的：通过这次实验，理解时间片轮转RR进程调度算法的运行原理，进一步 掌握进程状态的转变、进程调度的策略及对系统性能的评价方法。 2.需求分析 (1) 输入的形式和输入值的范围； 输入：进程个数n 范围：0 (4) 测试数据，包括正确的输入及其输出结果和含有错误的输入及其输出结果。正确输入： 错误输入： 2、概要设计 所有抽象数据类型的定义： static int MaxNum=100 int ArrivalTime //到达时间 int ServiceTime //服务时间 int FinishedTime //结束时间 int WholeTime //周转时间 double WeightWholeTime //带权周转时间double AverageWT //平均周转时间double AverageWWT //平均带权周转时间主程序的流程: 变量初始化 操作系统实验题：设计一若干并发进程的进程调度程序 一、实验目的 无论是批处理系统、分时系统还是实时系统，用户进程数一般都大于处理机数，这将导致用户进程互相争夺处理机。这就要求进程调度程序按一定的策略，动态地把处理及分配给处于就绪队列中的某一进程，以使之执行。进程调度是处理机管理的核心内容。本实验要求采用最高优先数优先的调度算法（即把处理机分配给优先数最高的进程）和先来先服务算法编写和调试一个简单的进程调度程序。通过本实验可以加深理解有关进程控制块、进程队列的概念。并体会了优先数和先来先服务调度算法的具体实施办法。 二、实验要求 用高级语言编写和调试一个进程调度程序，以加深对进程的概念及进程调度算法的理解． 三、实验内容 进程调度算法：采用最高优先数优先的调度算法（即把处理机分配给优先数最高的进程）和先来先服务算法（将用户作业和就绪进程按提交顺序或变为就绪状态的先后排成队列，并按照先来先服务的方式进行调度处理）。 每个进程有一个进程控制块（PCB）表示。进程控制块可以包含如下信息：进程名、优先数、到达时间、需要运行时间、已用CPU时间、进程状态等等。 进程的优先数及需要的运行时间可以事先人为地指定（也可以由随机数产生）。进程的到达时间为进程输入的时间。 进程的运行时间以时间片为单位进行计算。 每个进程的状态可以是就绪W（Wait）、运行R（Run）、或完成F（Finish）三种状态之一。 就绪进程获得CPU后都只能运行一个时间片。用已占用CPU时间加1来表示。 如果运行一个时间片后，进程的已占用CPU时间已达到所需要的运行时间，则撤消该进程，如果运行一个时间片后进程的已占用CPU时间还未达所需要的运行时间，也就是进程还需要继续运行，此时应将进程的优先数减1（即降低一级），然后把它插入就绪队列等待CPU。 每进行一次调度程序都打印一次运行进程、就绪队列、以及各个进程的PCB，以便进行检查。重复以上过程，直到所要进程都完成为止。 四、实验算法流程 调度算法的流程图如下: 实验一、进程调度实验报告 广东技术师范学院实验报告 学院：计算机科学学 院 专业： 计算机科学与 技术（师范） 班级：成绩： 姓名：学号：组别：组员： 实验地点：实验日期：指导教师签名： 实验名称：实验一、进程调度实验 一、实验目的 用高级语言编写和调试一个进程调度程序，以加深对进程的概念及进程调度算法的理解 二、实验类别 综合性实验。综合高级语言编程、进程调度模型、进程调度算法及数据结构等多方面的知识 三、实验内容和步骤 1．编写并调试一个模拟的进程调度程序，采用“最高优先数优先”调度算法对五个进程进行调度。 “最高优先数优先”调度算法的基本思想是把CPU分配给就绪队列中优先数最高的进程。 静态优先数是在创建进程时确定的，并在整个进程运行期间不再改变。 动态优先数是指进程的优先数在创建进程时可以给定一个初始值，并且可以按一定原则修改优先数。例如：在进程获得一次CPU后就将其优先数减少1。或者，进程等待的时间超过某一时限时增加其优先数的值，等等 该题根据老师给的代码用Visual C++运行，结果以及分析如下： 预习情况操作情况考勤情况数据处理情况 结果分析：根据上述输入的三个进程的信息可以得到：优先级最高的是进程cc 最先调度进程cc的状态为运行态，需要执行的时间为10当前就绪队列状态为：进程aa先级比较高，处于就绪队列前面，而进程bb先级是三者中最低的，所以处于就绪队列的最后。而此时这两个进程的状态都为就绪态。 结果分析：当进程cc了一个时间片之后而它已占用CPU时间已达到所需要的运行时间，则将它的优先级减1之后，再将三个进程按优先级的大小排列，从中选择优先级大的进程进入运行状态，则该次进入运行态的是进程aa 按照这种方式一直运行下去： 直到: 中南大学 实验名称：处理机调度 课程名称：计算机操作系统 学生姓名盛希玲 学号 05 学院信息科学与工程学院 专业班级电子信息工程0602 完成时间 2008年10月12日 目录 一实验内容........................... 错误!未定义书签。二实验目的........................... 错误!未定义书签。三实验题目........................... 错误!未定义书签。四基本思想........................... 错误!未定义书签。五算法分析........................... 错误!未定义书签。六流程图............................. 错误!未定义书签。七算法描述........................... 错误!未定义书签。八运行输出结果....................... 错误!未定义书签。 一实验内容 选择一个调度算法，实现处理机调度。 二实验目的 多道系统中，当就绪进程数大于处理机数时，须按照某种策略决定哪些进程优先占用处理机。本实验模拟实现处理机调度，以加深了解处理机调度的工作。 三实验题目 设计一个按优先权调度和时间片轮转算法实现处理机调度的程序。 四基本思想 先选择时间片的个数和每个时间片需要的时间，正在运行的进程每运行一秒其优先权数目加一，即其优先权减小。每个时间片运行结束后，选择进入时间片进程优先权数目最小的进程，开始下一个时间片的运行。如果有进程运行结束，则离开，再在就绪队列中选择优先权数目最小的进程进入。在运行期间，如果有新的进程来到，按优先权大小放入就绪队列中。 五算法分析 定义一个结构体，此包含了PCB的信息： struct PCB { char PID[5]; /*进程名*/ int needtime; /*要求运行的时间*/ int cputime; /*已运行时间*/ int priority; /*优先权(越小越高)*/ int starttime; /*进入就绪队列的时间*/ int overtime; /*运行完成的时间*/ int state; /*状态:1就绪2运行3完成*/ struct PCB *next; }; 子函数struct PCB *create(int num,int n)用来建立一个按优先级大小排列的就绪进程链表和一个按时间先后循序排列的将进入就绪进程的链表。 实验二结构相关 一、实验目的： 通过本实验，加深对结构相关的理解，了解结构相关对CPU性能的影响。 二、实验内容： 1. 用WinDLX模拟器运行程序structure_d.s 。 2. 通过模拟，找出存在结构相关的指令对以及导致结构相关的部件。 3. 记录由结构相关引起的暂停时钟周期数，计算暂停时钟周期数占总执行 周期数的百分比。 4. 论述结构相关对CPU性能的影响，讨论解决结构相关的方法。 三、实验程序structure_d.s LHI R2, (A>>16)&0xFFFF 数据相关 ADDUI R2, R2, A&0xFFFF LHI R3, (B>>16)&0xFFFF ADDUI R3, R3, B&0xFFFF ADDU R4, R0, R3 loop: LD F0, 0(R2) LD F4, 0(R3) ADDD F0, F0, F4 ；浮点运算，两个周期，结构相关 ADDD F2, F0, F2 ; <- A stall is found (an example of how to answer your questions) ADDI R2, R2, #8 ADDI R3, R3, #8 SUB R5, R4, R2 BNEZ R5, loop ；条件跳转 TRAP #0 ;; Exit <- this is a comment !! A: .double 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 B: .double 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 四、实验过程 打开软件，load structure_d.s文件，进行单步运行。经过分析，此程序一 次循环中共有五次结构相关。（R-stall 数据相关Stall- 结构相关） 1)第一个结构相关：addd f2,,f0,f2 由于前面的数据相关，导致上一条指令addd f0,f0,f4暂停在ID阶段，所以下一条指令addd f2,,f0,f2发生结构相关，导致相关的部件：译码部件。 2)第二个结构相关：ADDI R2, R2, #8，与第一个结构相关类似。由于数据相关， 上一条指令暂停在ID阶段，所以导致下一条指令发生结构相关。 电力系统自动装置课程大纲 （2014级使用） 院（部）：机械与电气工程学院______ 编制人： 审核人： 适用专业：电气工程及其自动化 2014年 5月 15日 《电力系统自动装置》课程大纲课程编码：2301441005 学分：3 总学时：48 课堂教学学时：48 实验（上机）学时：0 适用专业：电气工程及其自动化 先修课程：电力系统分析、电力系统继电保护 一、课程的性质、目的与任务： 本课程是电气工程及其自动化专业本科生的专业核心选修课程。掌握电力系统中几种主要常规自动装置，特别是自动准同期装置和自动调节励磁装置的工作原理，性能以及它们在电力系统运行中所起作用，通过对自动装置基本环节构成原理的学习，能对具体的自动装置有一定的分析能力。了解上述自动装置试验调整的一般方法。 通过本课程的学习，在知识、能力和素质上应达到的基本要求如下：基本掌握电力系统自动装置的基本工作原理，特别是微机型自动装置，了解备用电源和设备自动投入、输电线路三相自动重合闸、自动并列装置、同步发电机的励磁调节系统、电力系统自动调频、自动按频率减负荷和其他安全自动装置和故障滤波装置。 二、教学进程安排： 三、教学内容与要求： 第一章绪论 1.教学目标：通过本章学习使学生了解电力系统的特点及对其运行的要求、电力系统自 动化的重要性及自动装置的分类、电力系统自动化发展趋势。 2.教学重点和难点：电力系统自动化的重要性及自动装置的分类。 3.教学内容和要求：电力系统的特点及对其运行的要求、电力系统自动化的重要性及自 动装置的分类、电力系统自动化发展趋势。 4.教学过程与方法：理论讲解、例题分析教学与随堂提问相结合。 5.课外阅读资料：《电力系统自动装置原理(第5版)》杨冠城编著，中国电力出版社， 2012.7；《电力系统自动装置》王伟编著，北京大学出版社，2014.8； 《电力系统自动装置》李凤荣编著，机械工业出版社，2017.11；《电 力系统自动装置》张瑛编著，中国电力出版社，2018.8；学生在阅读 时应按照课堂讲授内容进度看参考书目，通过广泛的阅读可以拓宽学 生的专业知识面，有利于学生更好的理解和掌握本课程。 第二章微机监控系统基础知识 1.教学目标：通过本章学习使学生了解微机监控系统的组成、模拟量输入／输出通道、 开关量输人／输出通道、干扰及其抑制、数字滤波、数据预处理、交流 采样的电量计算等基础知识。 2.教学重点和难点：交流采样的电量计算。 3.教学内容和要求：微机监控系统的组成、模拟量输入／输出通道、开关量输人／输出 通道、干扰及其抑制、数字滤波、数据预处理、交流采样的电量计 算。 4.教学过程与方法：理论讲解、例题分析教学与随堂提问相结合。 5.课外阅读资料：《电力系统自动装置原理(第5版)》杨冠城编著，中国电力出版社， 2012.7；《电力系统自动装置》王伟编著，北京大学出版社，2014.8； 《电力系统自动装置》李凤荣编著，机械工业出版社，2017.11；《电 力系统自动装置》张瑛编著，中国电力出版社，2018.8；学生在阅读 时应按照课堂讲授内容进度看参考书目，通过广泛的阅读可以拓宽学 生的专业知识面，有利于学生更好的理解和掌握本课程。 第三章同步发电机的自动并列 1.教学目标：通过本章学习使学生了解同步发电机的自动并列、模拟式自动准同期装置 及数字型自动准同期装置，掌握准同期并列原理。 2.教学重点和难点：准同期并列原理。 3.教学内容和要求：同步发电机的自动并列概述、准同期并列原理、模拟式自动准同期 装置、数字型自动准同期装置。 4.教学过程与方法：理论讲解、例题分析教学与随堂提问相结合。 5.课外阅读资料：《电力系统自动装置原理(第5版)》杨冠城编著，中国电力出版社， 2012.7；《电力系统自动装置》王伟编著，北京大学出版社，2014.8； 《电力系统自动装置》李凤荣编著，机械工业出版社，2017.11；《电 力系统自动装置》张瑛编著，中国电力出版社，2018.8；学生在阅读 时应按照课堂讲授内容进度看参考书目，通过广泛的阅读可以拓宽学 生的专业知识面，有利于学生更好的理解和掌握本课程。计算机操作系统进程调度实验报告材料
实验一、进程调度实验报告
计算机操作系统-处理机调度实验报告
计算机体系结构实验报告二
电力系统自动装置课程大纲
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