操作系统实验一模拟进程状态转换

操作系统实验实验报告一、实验目的操作系统是计算机系统中最为关键的核心软件，它管理着计算机的硬件资源和软件资源，为用户提供了一个方便、高效、稳定的工作环境。

本次操作系统实验的目的在于通过实际操作和实践，深入理解操作系统的基本原理和核心概念，掌握操作系统的基本功能和操作方法，提高对操作系统的认识和应用能力。

二、实验环境本次实验使用的操作系统为 Windows 10 专业版，开发工具为Visual Studio 2019，编程语言为 C 和 C+＋。

实验硬件环境为一台配备Intel Core i7 处理器、16GB 内存、512GB SSD 硬盘的个人计算机。

三、实验内容（一）进程管理实验1、进程创建与终止通过编程实现创建新的进程，并在完成任务后终止进程。

在实验中，我们使用了 Windows API 函数 CreateProcess 和 TerminateProcess 来完成进程的创建和终止操作。

通过观察进程的创建和终止过程，深入理解了进程的生命周期和状态转换。

2、进程同步与互斥为了实现进程之间的同步与互斥，我们使用了信号量、互斥量等同步对象。

通过编写多线程程序，模拟了多个进程对共享资源的访问，实现了对共享资源的互斥访问和同步操作。

在实验中，我们深刻体会到了进程同步与互斥的重要性，以及不正确的同步操作可能导致的死锁等问题。

（二）内存管理实验1、内存分配与释放使用 Windows API 函数 VirtualAlloc 和 VirtualFree 进行内存的分配和释放操作。

通过实验，了解了内存分配的不同方式（如堆分配、栈分配等）以及内存释放的时机和方法，掌握了内存管理的基本原理和操作技巧。

2、内存分页与分段通过编程模拟内存的分页和分段管理机制，了解了内存分页和分段的基本原理和实现方法。

在实验中，我们实现了简单的内存分页和分段算法，对内存的地址转换和页面置换等过程有了更深入的理解。

（三）文件系统实验1、文件操作使用 Windows API 函数 CreateFile、ReadFile、WriteFile 等进行文件的创建、读取和写入操作。

实验一进程调度实验一、目的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。

二、例题：设计一个有 N个进程共行的进程调度程序进程调度算法：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。

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。

调度算法的流程图如下图所示。

三．实验题：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。

2、编写并调试一个模拟的进程调度程序，采用“轮转法”调度算法对五个进程进行调度。

轮转法可以是简单轮转法、可变时间片轮转法，或多队列轮转法。

实验一、进程调度实验报告一、实验目的进程调度是操作系统中的核心功能之一，其目的是合理地分配 CPU 资源给各个进程，以提高系统的整体性能和资源利用率。

通过本次实验，我们旨在深入理解进程调度的原理和算法，掌握进程状态的转换，观察不同调度策略对系统性能的影响，并通过实际编程实现来提高我们的编程能力和对操作系统概念的理解。

二、实验环境本次实验使用的操作系统为 Windows 10，编程语言为 C+＋，开发工具为 Visual Studio 2019。

三、实验原理1、进程状态进程在其生命周期中会经历不同的状态，包括就绪态、运行态和阻塞态。

就绪态表示进程已经准备好执行，只等待 CPU 分配；运行态表示进程正在 CPU 上执行；阻塞态表示进程由于等待某个事件（如 I/O操作完成）而暂时无法执行。

2、调度算法常见的进程调度算法有先来先服务（FCFS）、短作业优先（SJF）、时间片轮转（RR）等。

先来先服务算法按照进程到达的先后顺序进行调度。

短作业优先算法优先调度执行时间短的进程。

时间片轮转算法将 CPU 时间划分成固定大小的时间片，每个进程轮流获得一个时间片执行。

四、实验内容1、设计并实现一个简单的进程调度模拟器定义进程结构体，包含进程 ID、到达时间、执行时间、剩余时间等信息。

实现进程的创建、插入、删除等操作。

实现不同的调度算法。

2、对不同调度算法进行性能测试生成一组具有不同到达时间和执行时间的进程。

分别采用先来先服务、短作业优先和时间片轮转算法进行调度。

记录每个算法下的平均周转时间、平均等待时间等性能指标。

五、实验步骤1、进程结构体的定义｀｀｀c+＋struct Process ｛int pid;int arrivalTime;int executionTime;int remainingTime;int finishTime;int waitingTime;int turnaroundTime;｝；｀｀｀2、进程创建函数｀｀｀c+＋void createProcess(Process processes, int& numProcesses, int pid, int arrivalTime, int executionTime) ｛processesnumProcessespid ＝ pid;processesnumProcessesarrivalTime ＝ arrivalTime;processesnumProcessesexecutionTime ＝ executionTime;processesnumProcessesremainingTime ＝ executionTime;numProcesses+＋；｝｀｀｀3、先来先服务调度算法实现｀｀｀c+＋void fcfsScheduling(Process processes, int numProcesses) ｛int currentTime ＝ 0;for （int i ＝ 0; i ＜ numProcesses; i+＋）｛if （currentTime ＜ processesiarrivalTime) ｛currentTime ＝ processesiarrivalTime;｝processesistartTime ＝ currentTime;currentTime ＋＝ processesiexecutionTime;processesifinishTime ＝ currentTime;processesiwaitingTime ＝ processesistartTime processesiarrivalTime;processesiturnaroundTime ＝ processesifinishTime processesiarrivalTime;｝｝｀｀｀4、短作业优先调度算法实现｀｀｀c+＋void sjfScheduling(Process processes, int numProcesses) ｛int currentTime ＝ 0;int minExecutionTime, selectedProcess;bool found;while （true) ｛found ＝ false;minExecutionTime ＝ INT_MAX;selectedProcess ＝－1;for （int i ＝ 0; i ＜ numProcesses; i+＋）｛if （processesiarrivalTime ＜＝ currentTime ＆＆processesiremainingTime ＜ minExecutionTime ＆＆processesiremainingTime ＞ 0) ｛found ＝ true;minExecutionTime ＝ processesiremainingTime;selectedProcess ＝ i;｝｝if （！found) ｛break;｝processesselectedProcessstartTime ＝ currentTime;currentTime ＋＝ processesselectedProcessremainingTime;processesselectedProcessfinishTime ＝ currentTime;processesselectedProcesswaitingTime ＝processesselectedProcessstartTime processesselectedProcessarrivalTime;processesselectedProcessturnaroundTime ＝processesselectedProcessfinishTime processesselectedProcessarrivalTime;processesselectedProcessremainingTime ＝ 0;｝｝｀｀｀5、时间片轮转调度算法实现｀｀｀c+＋void rrScheduling(Process processes, int numProcesses, int timeSlice) ｛int currentTime ＝ 0;Queue<int> readyQueue;for （int i ＝ 0; i ＜ numProcesses; i+＋）｛readyQueueenqueue(i)；｝while （！readyQueueisEmpty(））｛int currentProcess ＝ readyQueuedequeue(）；if （processescurrentProcessarrivalTime ＞ currentTime) ｛currentTime ＝ processescurrentProcessarrivalTime;｝if （processescurrentProcessremainingTime ＜＝ timeSlice) ｛currentTime ＋＝ processescurrentProcessremainingTime;processescurrentProcessfinishTime ＝ currentTime;processescurrentProcesswaitingTime ＝processescurrentProcessstartTime processescurrentProcessarrivalTime;processescurrentProcessturnaroundTime ＝processescurrentProcessfinishTime processescurrentProcessarrivalTime;processescurrentProcessremainingTime ＝ 0;｝ else ｛currentTime ＋＝ timeSlice;processescurrentProcessremainingTime ＝ timeSlice;readyQueueenqueue(currentProcess)；｝｝｝｀｀｀6、性能指标计算函数｀｀｀c+＋void calculatePerformanceMetrics(Process processes, int numProcesses, double& averageWaitingTime, double& averageTurnaroundTime) ｛double totalWaitingTime ＝ 0, totalTurnaroundTime ＝ 0;for （int i ＝ 0; i ＜ numProcesses; i+＋）｛totalWaitingTime ＋＝ processesiwaitingTime;totalTurnaroundTime ＋＝ processesiturnaroundTime;｝averageWaitingTime ＝ totalWaitingTime ／ numProcesses; averageTurnaroundTime ＝ totalTurnaroundTime ／ numProcesses;｝｀｀｀7、主函数｀｀｀c+＋int main(）｛Process processes100;int numProcesses ＝ 0;／／创建进程createProcess(processes, numProcesses, 1, 0, 5)；createProcess(processes, numProcesses, 2, 1, 3)；createProcess(processes, numProcesses, 3, 2, 4)；createProcess(processes, numProcesses, 4, 3, 2)；／／先来先服务调度fcfsScheduling(processes, numProcesses)；double fcfsAverageWaitingTime, fcfsAverageTurnaroundTime;calculatePerformanceMetrics(processes, numProcesses, fcfsAverageWaitingTime, fcfsAverageTurnaroundTime)；cout ＜＜＂先来先服务调度的平均等待时间：＂＜＜fcfsAverageWaitingTime ＜＜ endl;cout ＜＜＂先来先服务调度的平均周转时间：＂＜＜fcfsAverageTurnaroundTime ＜＜ endl;／／短作业优先调度sjfScheduling(processes, numProcesses)；double sjfAverageWaitingTime, sjfAverageTurnaroundTime;calculatePerformanceMetrics(processes, numProcesses, sjfAverageWaitingTime, sjfAverageTurnaroundTime)；cout ＜＜＂短作业优先调度的平均等待时间：＂＜＜sjfAverageWaitingTime ＜＜ endl;cout ＜＜＂短作业优先调度的平均周转时间：＂＜＜sjfAverageTurnaroundTime ＜＜ endl;／／时间片轮转调度（时间片为 2）rrScheduling(processes, numProcesses, 2)；double rrAverageWaitingTime, rrAverageTurnaroundTime;calculatePerformanceMetrics(processes, numProcesses, rrAverageWaitingTime, rrAverageTurnaroundTime)；cout ＜＜＂时间片轮转调度（时间片为 2）的平均等待时间：＂＜＜ rrAverageWaitingTime ＜＜ endl;cout ＜＜＂时间片轮转调度（时间片为 2）的平均周转时间：＂＜＜ rrAverageTurnaroundTime ＜＜ endl;return 0;｝｀｀｀六、实验结果与分析1、先来先服务调度平均等待时间：40平均周转时间：85分析：先来先服务调度算法简单直观，但对于短作业可能会造成较长的等待时间，导致平均等待时间和平均周转时间较长。

电大操作系统实验报告3_ 进程管理实验电大操作系统实验报告 3 进程管理实验一、实验目的进程管理是操作系统的核心功能之一，本次实验的目的是通过实际操作和观察，深入理解进程的概念、状态转换、进程调度以及进程间的通信机制，掌握操作系统中进程管理的基本原理和方法，提高对操作系统的整体认识和实践能力。

二、实验环境本次实验使用的操作系统为 Windows 10，编程语言为 C 语言，开发工具为 Visual Studio 2019。

三、实验内容及步骤（一）进程的创建与终止1、编写一个 C 程序，使用系统调用创建一个子进程。

2、在父进程和子进程中分别输出各自的进程 ID 和父进程 ID。

3、子进程执行一段简单的计算任务，父进程等待子进程结束后输出结束信息。

以下是实现上述功能的 C 程序代码：｀｀｀cinclude ＜stdioh>include ＜stdlibh>include ＜unistdh>int main(）｛pid_t pid;pid ＝ fork(）；if （pid ＜ 0) ｛printf(＂创建子进程失败\n"）；return 1;｝ else if （pid ＝＝ 0) ｛printf(＂子进程：我的进程 ID 是％d，父进程 ID 是％d\n"，getpid(）， getppid(））；int result ＝ 2 ＋ 3;printf(＂子进程计算结果：2 ＋ 3 ＝％d\n"， result)；exit(0)；｝ else ｛printf(＂父进程：我的进程 ID 是％d，子进程 ID 是％d\n"，getpid(）， pid)；wait(NULL)；printf(＂子进程已结束\n"）；｝return 0;｝｀｀｀编译并运行上述程序，可以观察到父进程和子进程的输出信息，验证了进程的创建和终止过程。

（二）进程的状态转换1、编写一个 C 程序，创建一个子进程，子进程进入睡眠状态一段时间，然后被唤醒并输出状态转换信息。

操作系统实验一模拟进程状态转换四、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3 2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<cstdio>#include<algorithm>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 < (const PCB &b) const{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);=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_len;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.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",);else{Ready[Ready_len].name=;Ready[Ready_len].needtime= Cpu.needtime;Ready[Ready_len].priority=Cpu.priority;Ready_len++;printf("***%c时间片用完\n",);}CPU_state=0;=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();}else{printf("***没有进程在CPU中，无法超时\n");}}bool event_wait(){if(CPU_state==1){Blocked[Blocked_len].name=;Blocked[Blocked_len].n eedtime=Cpu.needtime;Blocked[Blocked_len].priority=Cpu.priority;Blocked_len++;printf("***%c被阻塞\n",);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();}elseprintf("***没有进程在CPU中，无法阻塞\n");}bool event_occur(){if(Blocked_len!=0){//sort(Blocked,Blocked+Blocked_len);Ready[Ready_len].name=Blocked[0].name;Ready[Ready_len].nee dtime=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_len;indx++){Blocked[indx-1].name=Blocked[indx].name;Blocked[indx-1].needti me=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);}elseprintf("***阻塞队列为空，无法唤醒\n");}int main(){int Cputime=1;while(1){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",);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<Ready_len;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<Blocked_len;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++;} }。

实验一进程的状态及其转换一、实验目的:自行编制模拟程序，通过形象化的状态显示，加深理解进程的概念、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。

三、程序流程图：四、使用的数据结构及说明：在本实验中，主要用到的数据结构是PCB的结构，其中PCB的数据结构如下：struct PCB{int P_Id; //PCB的ID号char P_Name[10]; //PCB的名称char P_State[10]; //PCB状态int P_Runtime; //PCB的所需要的运行时间int P_Requiry; //PCB所需要的资源要求struct PCB * next ; //PCB块的下一个指针} ;其中，P_Id,和P_Name用来标示一个进程，而P_State用来标示进程的五种状态：Create_state,Ready_state,Block_state,Run_state,Exit_state。

P_Runtime标示要完成一个进程所需要的时间。

P_Requiry标示一个进程的执行所需要的其他条件，当其他的条件满足，则P_Requiry置1，否则置0。

Struct PCB * next 用来指向同一队列中的下一个PCB 块。

五、参考程序源代码:#include"stdlib.h"#include"stdio.h"#include"string.h"#include <windows.h>/*全局结构体及变量定义*/struct PCB{int P_Id; //PCB的ID号char P_Name[10]; //PCB的名称char P_State[10]; //PCB状态int P_Runtime; //PCB的所需要的运行时间int P_Requiry; //PCB所需要的资源要求struct PCB * next ; //PCB块的下一个指针} ;struct PCB * Create_state; //创建状态struct PCB * Run_state; //运行状态struct PCB * Ready_state; //就绪状态struct PCB * Block_state; //阻塞状态struct PCB * Exit_state; //退出状态int signal4=0; //标示进程4的完成状态int signal5=0; //标示进程5的完成状态void InsertQueue(struct PCB **head,struct PCB *node) //将进程插入到队列的尾部{struct PCB * p,*q;node->next=NULL;if(*head==NULL) //如果队列为空{*head=node;}else //队列不空{p=*head;q=p->next;while(q!=NULL) //找到最后的元素位置{p=q;q=q->next;}p->next=node; //将节点插入队列}}void DeleteQueue(struct PCB **head,struct PCB *node)//撤销进程，从队列中删除元素{struct PCB *p,*q;p=node;q=*head;if(*head==NULL||node==NULL) //如果队列为空，返回return ;if(*head==node) //如果要删除的元素是队首元素{*head=(*head)->next;return;}else //如果不是队列的首元素{while(q->next!=p&&q->next!=NULL)q=q->next;q=p->next;p->next=NULL;}}void Display_Process(struct PCB * node) //打印进程状态的元素函数{printf("\n\nthis process Id is : %d \n",node->P_Id);printf("this process name is : %s \n",node->P_Name);printf("this process state is : on %s \n ",node->P_State);printf("this process Runtime is : %d \n",node->P_Runtime);if(node->P_Requiry)printf("this process resource is ready \n");elseprintf("this process resource is not ready ! \n");}void DispatchToBlock(struct PCB *node) //调度到阻塞状态的函数{if(!node->P_Requiry) //如果所需要的资源没有满足则，调度到阻塞状态 {strcpy(node->P_State,"block");InsertQueue(&Block_state,node); //插入到阻塞队列Display_Process(node);}}void DispatchToReady(struct PCB *node) //调度到就绪状态的函数{if(node->P_Requiry) //如果所需的资源满足，则调度{strcpy(node->P_State,"Ready");InsertQueue(&Ready_state,node);Display_Process(node);}}void DispatchBlockToReady() //从阻塞状态调度到就绪状态函数{struct PCB*p,*q;q=Block_state;while(q!=NULL) //如果阻塞状态队列不空{p=q;q=q->next;if(signal4&&p->P_Id==1) //如果所需要的资源满足{p->P_Requiry=1;DeleteQueue(&Block_state,p);strcpy(p->P_State,"ready");InsertQueue(&Ready_state,p);printf("process1 will be in the state of ready!\n");Display_Process(p);}if(signal5&&p->P_Id==2){p->P_Requiry=1;DeleteQueue(&Block_state,p);strcpy(p->P_State,"ready");InsertQueue(&Ready_state,p);printf("process2 will be in the state of ready!\n");Display_Process(p);}}}void Create_Process() //创建进程函数{int i;struct PCB *p;char name[10];strcpy(name,"process");for(i=1;i<3;i++) //动态创建2个处于阻塞状态的进程{p=(struct PCB *)malloc(sizeof(struct PCB));p->P_Id=i;name[7]=i+'0';name[8]='\0';strcpy(p->P_Name,name);strcpy(p->P_State,"create");p->P_Runtime=1; //所需要的时间片为1p->P_Requiry=0;Display_Process(p);Sleep(4000);printf(" \n process%d will be in the state of Block, waiting the resource ready \n\n",i);DispatchToBlock(p); //同时调度到阻塞队列}for(i=3;i<7;i++) //创建4个就绪状态的队列{p=(struct PCB *)malloc(sizeof(struct PCB));p->P_Id=i;name[7]=i+'0';name[8]='\0';strcpy(p->P_Name,name);strcpy(p->P_State,"create");p->P_Requiry=1;if(i==6) //在这里个进程6所需要的时间片为2 p->P_Runtime=2;elsep->P_Runtime=1;Display_Process(p);Sleep(4000);printf(" \n process%d will be in the state of Ready, waiting to run \n\n",i); DispatchToReady(p);}}void display(struct PCB **head) //打印各个状态队列里进程数目{struct PCB *p;p=*head;while(p!=NULL){Sleep(2000);printf("\n\nthis process Id is : %d \n",p->P_Id);printf("this process name is : %s \n",p->P_Name);printf("this process state is : on %s \n ",p->P_State);printf("this process Runtime is : %d \n",p->P_Runtime);if(p->P_Requiry)printf("this process resource is ready \n");elseprintf("this process resource is not ready ! \n");p=p->next;}}void Process_Run() //进程运行函数{struct PCB *p;while(Ready_state!=NULL) //就绪队列不空则继续执行{p=Ready_state;if(p->P_Runtime<=0) break; //如果时间片执行完了，则跳出循环 strcpy(p->P_State,"running");Display_Process(p);p->P_Runtime=p->P_Runtime-1;Sleep(4000);if(p->P_Runtime>0) //没有完成，则进入就绪队列{printf("this process is not finished,will be dispatch to the ready queue!!\n");DeleteQueue(&Ready_state,p);strcpy(p->P_State,"ready");InsertQueue(&Ready_state,p);Display_Process(p);}else //执行完成，则跳出，并发送相应的信息{printf("\n\nProcess%d is finished and will be in the state of exit!\n\n",p->P_Id);if(p->P_Id==4) signal4=1;if(p->P_Id==5) signal5=1;DeleteQueue(&Ready_state,p);}if(signal4||signal5)DispatchBlockToReady(); //如果资源满足，则将进程调度到就绪队列 }if(Ready_state==NULL)printf("\nthere is no process ready!\n STOP Machine!!!\n");}void main(int argc,char * argv[]) //主函数{char c='c'; //界面printf("\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\ \n"); printf("...................................Ding Hai bo\n");printf("......Press s to start the process.......\n");scanf("%c",&c);while(1){if(c=='s'||c=='S')break;scanf("%c",&c);}Create_Process(); //调用创建进程函数printf("\n>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>\n");printf("\n>>>>>>> Display the Ready queue >>>>>>>>>>>>>>>\n");Sleep(5000);display(&Ready_state); ////////////////显示就绪队列里的进程printf("\n>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>\n");printf("\n>>>>>>>> Display the Block queue >>>>>>>>>>>>\n");Sleep(5000); //显示阻塞队列函数display(&Block_state); /////////////////////printf("\n>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>\n\n\n");printf("\n>>>>>>>> Now the process start to run >>>>>>>>>>>\n"); Sleep(5000);Process_Run(); //调用进程运行函数}六．程序使用说明：1）输入字符‘s’启动程序2）程序将自动执行，自动创建进程，运行进程和结束进程。

一、实验背景及目的进程是操作系统中基本的活动单位，进程管理是操作系统核心功能之一。

为了深入理解进程的概念、进程状态转换、进程同步与互斥等知识，我们进行了进程管理实验。

本次实验旨在通过编写程序，模拟进程的创建、调度、同步与互斥等操作，加深对进程管理的理解。

二、实验内容及方法1. 进程创建与状态转换（1）使用系统调用fork()创建子进程，观察父进程和子进程的状态转换过程。

（2）使用系统调用exec()替换子进程的内容，观察子进程状态变化。

2. 进程调度（1）编写进程调度程序，实现最高优先数优先调度算法和先来先服务调度算法。

（2）模拟进程就绪队列，观察调度算法对进程执行顺序的影响。

3. 进程同步与互斥（1）使用信号量实现进程同步，观察进程同步效果。

（2）使用互斥锁实现进程互斥，观察进程互斥效果。

4. 进程通信（1）使用管道实现进程间通信，观察通信效果。

（2）使用共享内存实现进程间通信，观察通信效果。

三、实验结果与分析1. 进程创建与状态转换实验结果显示，使用fork()创建子进程后，父进程和子进程的状态均为运行态。

当父进程调用exec()替换子进程内容后，子进程状态变为僵尸态，父进程状态变为运行态。

这说明进程在创建和替换过程中，其状态发生了相应的变化。

2. 进程调度实验结果显示，最高优先数优先调度算法和先来先服务调度算法均能正确执行。

最高优先数优先调度算法下，优先级高的进程先执行；先来先服务调度算法下，先到达的进程先执行。

这说明两种调度算法均能实现进程的合理调度。

3. 进程同步与互斥实验结果显示，使用信号量实现进程同步时，进程能正确地按照规定的顺序执行；使用互斥锁实现进程互斥时，进程能正确地实现互斥访问共享资源。

这说明信号量和互斥锁在进程同步与互斥方面具有重要作用。

4. 进程通信实验结果显示，使用管道实现进程间通信时，进程能正确地接收和发送数据；使用共享内存实现进程间通信时，进程能正确地访问共享内存中的数据。

操作系统实验————（1）模拟进程管理专业：信息管理与信息系统班级：信管082姓名：温静实验一进程管理1．目的和要求通过实验理解进程的概念，进程的组成（PCB结构），进程的并发执行和操作系统进行进程管理的相关原语（主要是进程的创建、执行、撤消）。

2．实验内容用C语言编程模拟进程管理，至少要有：创建新的进程；查看运行进程；换出某个进程；杀死运行进程以及进程之间通信等功能。

3．主体程序#include <conio.h>#include <stdio.h>#include <stdlib.h>struct PCB_type{ int pid;int priority;int cputime;int state;int shumu=0,pid_l;struct PCB_type neicun[20];struct PCB_type hc[10];int max=0;int number=0;void create();void run();void huanchu();void kill();/* 创建新进程*/void create(){if(shumu>=20){printf("\n内存已满，请先结束或换出进程\n");}else{shumu++;printf("\n请输入新进程的程序名\n");scanf("%d",&neicun[shumu-1].pid);printf("\n请输入新进程的优先级\n");scanf("%d",&neicun[shumu-1].priority);printf("\n请输入新进程的运行时间\n");scanf("%d",&neicun[shumu-1].cputime);printf("\n创建进程时令其状态为就绪\n");neicun[shumu-1].state=2;}printf("\n创建进程成功!\n");}/* 查看当前运行进程*/void run(){int max=0;for(int i=0;i<shumu;i++){if((neicun[i].state==1)&&(neicun[i].priority>=neicun[max].priority)) max=i;}neicun[max].state=3;printf("当前运行进程程序名:\n%d",neicun[max].pid);printf("\n该进程的优先级:\n%d",neicun[max].priority);printf("\n该进程的运行时间:\n%d",neicun[max].cputime);printf("\n该进程的状态:\n%d",neicun[max].state);}/* 换出*/void huanchu(){int k;printf("请输入要换出程序的程序名:");scanf("%d",&k);for(int j=0;j<shumu;j++){if(neicun[j].state==1){hc[number].pid=neicun[j].pid;hc[number].state=neicun[j].state;hc[number].priority=neicun[j].priority;hc[number].cputime=neicun[j].cputime;number++;neicun[j].pid=0;neicun[j].state=0;neicun[j].priority=0;neicun[j].cputime=0;pid_1++;}else printf("进程%d无法换出的pid:%d\n",j.neicun[j].pid);if(number!=0)for(int i=0;i<number;i++){printf("当前运行进程程序名:\n%d",hc[i].pid);printf("\n该进程的优先级:\n%d",hc[i].priority);printf("\n该进程的运行时间:\n%d",hc[i].cputime);printf("\n该进程的状态:\n%d",hc[i].state);}}PCB_type temp=neicun[0];for(k=0;k<=shumu;k++){if(neicun[k].priority>temp.priority)tmpe=neicun[k];}neicun[k].state=1;}/* 杀死进程*/void kill(){neicun[max].pid=0;neicun[max].priority=0;neicun[max].cputime=0;neicun[max].state=0;if(max==(shumu-1))shumu--;else{for(int j=max+1;j<shumu;j++){neicun[j-1].pid=neicun[j].pid;neicun[j-1].priority=neicun[j].priority;neicun[j-1].cputime=neicun[j].cputime;neicun[j-1].state=neicun[j].state;}shumu--;}max=0;run();}/* int k=0;printf("请输入要杀死程序的进程名:");scanf("%d",&k);if(neicun[k].state=1)neicun[k].state=2;neicun[k].cputime=0;neicun[k].pid=0;neicun[k].priority=0;neicun[k].state=0;if(k==(shumu-1))shumu--;else{for(int j=k+1;j<shumu;j++){neicun[j-1].pid=neicun[j].pid;neicun[j-1].priority=neicun[j].priority;neicun[j-1].cputime=neicun[j].cputime;neicun[j-1].state=neicun[j].state;}shumu--;}printf("进程%d已被杀死!,k");}*/int main(){int n,a;n=1;while(n==1){system("cls");printf("\n**********************************************");printf("\n* 进程演示系统*");printf("\n**********************************************");printf("\n 1.创建新的进程 2.查看运行进程");printf("\n 3.换出某个进程 4.杀死运行进程");printf("\n 5.退出系统");printf("\n**********************************************");printf("\n请选择(1～5):");scanf("%d",&a);switch(a){ case 1:create( );printf("\npress anykey to go on~");getch();break;case 2 :run();printf("\npress anykey to go on~");getch();break;case 3 :huanchu();printf("\npress anykey to go on~");getch();break;case 4 :kill();printf("\npress anykey to go on~");getch();break;case 5 :exit(0);default:n=0;break;}}}5．感想与心得体会做了两周的实验，问了很多同学，可程序还是有很多问题。

简述linux操作系统进程状态转换模型Linux操作系统是一种强大的、免费开源的操作系统，而进程状态转换模型是Linux操作系统的一项核心功能之一。

本文将为您详细解析Linux操作系统进程状态转换模型，让您对其有更好的理解和掌握。

首先，我们需要了解进程的概念。

在Linux操作系统中，每个运行的程序都被视为一个进程，它可以是一个单独的应用程序、一个系统服务或是一个用户交互的Shell。

每个进程都有独立的虚拟地址空间，包含代码段、堆栈段以及数据段等，它们可以互相通信、共享资源、协同工作。

进程状态是指进程在操作系统中的运行状态，Linux操作系统中的进程状态可以分为五种状态：运行态（R）、就绪态（S）、休眠态（D）、僵尸态（Z）和停止态（T）。

运行态是指该进程正在CPU上运行的状态，此时系统已经为该进程分配了处理器资源，进程正在执行它的指令。

就绪态是指该进程已经准备好了运行，但是它还没有获得处理器资源，需要等待CPU轮转到它时才能开始执行。

休眠态是指该进程正在等待某些特定的事件发生，比如等待磁盘IO、等待信号量、等待网络数据等，此时进程不再占用CPU资源。

僵尸态是指进程已经完成了它的任务，并且已经向父进程发送了终止命令，但是它的父进程尚未接收到这个信号，导致该进程变成了僵尸态。

停止态是指进程被暂停了，它暂时停止了执行，并且向操作系统发出了暂停请求，此时其它进程无法与之通信。

Linux操作系统中的进程状态转换模型是一个状态机，进程的状态可以在不同的状态之间转换。

当一个进程被创建时，它的初始状态是就绪态，待系统为其分配CPU资源时，才会进入运行态。

当进程等待某些事件发生时，就会转换为休眠态，事件发生后则会回到就绪态等待CPU的分配。

当进程完成其任务后，它会向其父进程发送终止信号，但是被终止的进程并不会立刻销毁，而是转换为僵尸态，等待父进程接收终止信号并清理资源。

最后，当进程被暂停或终止时，进程状态会变成停止态。