进程调度程序设计

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长沙学院

课程设计说明书

题目进程调度程序设计

系(部) 计算机科学与技术系

专业(班级) 2009级数据库二班

姓名

学号

指导教师黄彩霞

起止日期 2012．6．4-2012．6．15

课程设计任务书

课程名称：操作系统课程设计

设计题目：进程调度程序设计

已知技术参数和设计要求：

1. 设计任务

设计一个虚拟内核，该内核能支持多任务管理。提供创建进程、终止进程、进程状态转换，进程调度，上下文切换等功能。

2. 问题描述

2.1 系统组成

系统由虚拟内核(VKernel)、命令解释程序(Commander)、用户程序（Application）、编译器（Compiler）四部分组成。VKernel首先运行，并常驻内存。Kernel启动后，创建Commander进程。根据用户请求创建多个Application进程。Kernel负责维护6个数据结构，包括时间 (Time), 处理器状态(CPUstate),进程表 (PCBTable), 就绪队列(ReadyState),等待队列(BlockedState),运行进程（RunningState）。Time是系统时间片。CPUstate应包括程序计数器PC,累加器A、B,状态寄存器F的值。PCBTable的每一项是一个进程的进程控制块(PCB)。Commander程序、Application程序是用下列CPU虚拟指令书写的程序：

① CPU虚拟指令(以下指令仅供参考, 设计者可以自行设计)

MOV n //把整数n赋给累加器A

SAV m //把累加器A的值存入地址M

ADD n //从累加器A的值减去整数n，结果送到累加器A。

SUB n //从累加器A的值减去整数n，结果送到累加器A。

MUL n //从累加器A的值乘以整数n，结果送到累加器A。

DIV n //从累加器A的值除以整数n，结果送到累加器A。

JEQ m //F为0跳转到m

JLG m //F大于0跳转到m

JLE m //F大于等于0跳转到m

JMP m //无条件跳转到m

OUT port //累加器的内容输出到端口port。port为0，指显示器；为1，指扬声器。

② 虚拟系统调用(以下系统调用仅供参考, 设计者可自行设计)

exec() //执行程序并创建子进程

exit() //进程终止

block() //进程等待

printk() //在屏幕上打印系统信息

scanf() //从键盘输入一字符串

msg() //向内核发送消息

为了简化设计，复杂的系统调用当作广义指令处理。

2.2命令解释程序

命令解释程序从标准输入重复读入用户命令,然后以消息形式发送给内核。命令解释程序处理的命令由设计者定义并实现。

2.3 编译器

编译器把虚拟指令和虚拟系统调用编译为可执行字节码。可执行字节码由内核解释执行。

3. 功能要求

应实现的功能有：(1)能接收用户提交的命令并执行该命令。(2)执行用户程序：创建进程、终止进程、调度进程、管理进程状态转换

4. 技术要求

采用时间轮转和优先级调度混合算法。优先级以优先数表示，优先数越大则优先级越高。调度时，就绪队列中优先数最大的进程优先运行，相同优先数进程按FIFO方式调度。进程运行一个时间片以后,其优先数数减1（即降低一级）；进程在就绪队列中等待3个时间片以后，其优先数加1。优先数范围0～31。

5. 界面要求

用户界面设计不做统一规定，但应做到界面友好，易于操作。

6. 其他要求

编程语言和操作系统不限。

4. 课程设计时间：2周(2012.06.04～2012.6.15)

5. 课程设计的考核方式及评分方法

(1) 考核方式

■ 课程设计结束时，在机房当场验收。

■ 教师提供测试数据，检查运行结果是否正确。

■ 回答教师提出的问题。

■ 学生提交课程设计文档（A4打印件）,教师评阅。

(2) 评分方法

上机检查:书面报告:答辩=6:3:1，没有通过上机检查的或不提交课程设计报告的，其成绩直接记为不及格。

指导教师签名：

日期：

系主任签名：日期：

长沙学院课程设计鉴定表

姓名学号

2009021303 专业计算科学与技术班级 09数库2

设计题目进程调度程序设计指导教师黄彩霞

指导教师意见：

评定等级：教师签名：日期：

答辩小组意见：

评定等级：答辩小组长签名：日期：

教研室意见：

教研室主任签名：日期：

系（部）意见：

系主任签名：日期：

说明课程设计成绩分“优秀”、“良好”、“及格”、“不及格”四类；

摘要

进程调度程序设计，主要是用于教学的一个程序设计。通过本程序完成达到一个对进程调度的核心原理及实现的深度理解的目的，同时也更加深入的了解计算机。该程序的虚拟内核支持多进程。可以实现进程的创建，及进程的优先级调度等等功能。其中，这个蓄力内核上并发执行是允许的，优先级调度是是键盘轮转算法和优先级调度算法的混合实现。进程运行一个时间片优先数降1；等待进程等待3个时间片后优先数加1。

本次设计选择的是C语言，C语言一直是做底层开发的首先，所以这也是我本次设计选择该语言的原因。

关键词：进程，并发，调度，优先级

1 设计内容与要求 .............................................................................................................................. 1

1.1 设计内容：........................................................................................................................... 1

1.2 设计要求：........................................................................................................................... 1

2 设计说明......................................................................................................................................... 2

2.1 需求分析 .............................................................................................................................. 2

2.2 方案设计 .............................................................................................................................. 2

2.2.1 总体解决方案............................................................................................................. 2

2.2.2 基本内核.................................................................................................................... 3

2.2.3 内核扩展.................................................................................................................... 3

2.2.4 系统设计架构............................................................................................................. 4

3 基本编码......................................................................................................................................... 5

3.1 CPU虚拟指令设计 ............................................................................................................... 5

3.2 PCB和CPU设计.................................................................................................................. 5

4 测试................................................................................................................................................ 6

5 总结................................................................................................................................................ 8

参考文献................................................................................................................................................ 9

附录程序源代码 ..................................................................................................................................10

系统架构设计师教程：进程管理

系统架构设计师 /rk/sa/index.html

系统架构设计师教程：进程管理

操作系统的主要功能是进行处理机与进程管理、存储管理、设备管理、文件管理和作业管理，本节讨论操作系统是如何完成这些功能的。

进程管理

处理机是计算机系统的核心资源。操作系统的功能之一就是处理机管理。随着计算机的迅速发展，处理机管理显得更为重要，这主要由于：计算机的速度越来越快，处理机的充分利用有利于系统效率的大大提高；处理机管理是整个操作系统的重心所在，其管理的好坏直接影响到整个系统的运行效率；而且操作系统中并发活动的管理和控制是在处理机管理下实现的，它集中了操作系统中最复杂的部分，它设计的好坏关系到整个系统的成败，

进程（process）是处理机管理中最基本的、最重要的概念。进程是系统并发执行的体现。由于在多道程序系统中，众多的计算机用户都以各种各样的任务，随时随地争夺使用处理机。为了动态地看待操作系统，则以进程作为独立运行的基本单位，以进程作为分配资源的基本单位，从进程的观点来研究操作系统。因此，处理机管理也被称为进程管理。处理机管理的功能就是组织和协调用户对处理机的争夺使用，把处理机分配给进程，对进程进行管理和控制，以最大限度发挥处理机的作用。

1.进程的概念

用静态的观点看，操作系统是一组程序和表格的集合。用动态的观点看，操作系统是进程的动态和并发执行的。而进程的概念实际上是程序这一概念发展的产物。因此，可以从分析程序的基本特征入手，引出"进程"的概念。

顺序程序是指程序中若干操作必须按照某种先后次序来执行，并且每次操作前和操作后的数据、状态之间都有一定的关系。在早期的程序设计中，程序一般都是顺序地执行的。

在多道程序系统中，程序的运行环境发生了很大的变化。主要体现在：系统架构设计师 /rk/sa/index.html

采用时间片轮转算法调度程序

学号：

姓名：

专业：

指导教师：

日期：

一、需求分析 .................................................................................. 3 1、设计要求： ......................................................................... 3

2、解决方案： ......................................................................... 3

二、课程设计简介 .......................................................................... 4

1、课程设计题目...................................................................... 4

2、课程设计目的...................................................................... 4

3、课程设计内容...................................................................... 4

4、时间安排 ............................................................................. 4

进程调度设计

实验报告

院（系）：数学与计算机科学学院

专业班级：

学号：

姓名：

实验地点：嵌入式实验室

实验日期：年月日

课程名称实验项目名称实验学时实验类型

计算机操作系统进程调度设计 2

一、实验目的及要求

进程调度是处理机管理的核心内容。本实验要求用C语言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，并体会和了解FIFO调度算法的具体实现方法。

二、实验环境

PC /Windows系统/Visual C++6.0

三、实验内容

①设计进程控制块PCB表结构。

②编制FIFO进程调度算法.

四、实验步骤

#include

typedef struct node

{

char name; //进程名字

int status; //进程数据

int precendence; //进程优先级

int ax,bx,cx,dx; //寄存器

int pc;

int psw; //程序状态

struct node *next; //指向下个进程的指针 }pcb;

pcb *CreateProcess(pcb *head,int n);

void ProcessFiFo(pcb *head);

pcb *CreateProcess(pcb *head,int n)

{

pcb *p,*q;

head = (pcb *)malloc(sizeof(pcb));

head->next = NULL;

p = head;

for(int i = 0;i < n;i++)

时间片轮转调度程序设计

#define M 200

#include "conio.h"

#include "stdio.h"

typedef struct pcb /*进程控制块的定义*/

{

char Processname[M]; /*进程名*/

int runtime; /*运行时间*/

int arrivetime; /*到达时间*/

char state; /*进程状态*/

struct pcb*next; /*链接指针*/

}PCB;

PCB head_input;

PCB head_run;

PCB*pcb_input;

static char R='r',C='c';

unsigned long current; /*记录系统当前时间的变量*/

int Processready(); /*建立就绪队列函数*/

int Dataready(); /*判断进程是否就绪函数*/

void inputprocess(); /*建立进程函数*/

int runprocess(); /*运行进程函数*/

int Processready()

{

while(1)

{

if(Dataready()==0)

return 1;

else

runprocess();

}

int Dataready()

{

if(head_input.next==NULL)

{

if(head_run.next==NULL)

return 0;

else

return 1;

}

PCB *p1,*p2,*p3;

p1=head_run.next; p2=&head_run;

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采用时间片轮转算法调度程序

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