实验四 进程的控制

酶浓度 mg/ml
0.4
0.6
0.2675 0.3405
0.5260 0.7290
0.5475
1.0010
0.6610
1.1370
0.7080
1.1560
0.8155
1.2930
0.9030
1.3620
0.8795
1.4235
0.9735
1.5230
1.0135
1.5955
1.0505
1.6245
表一
中（取两次，每次时间间隔相同），迅速振荡均匀。 （3）将两支试管沸水浴 5min，自来水冷却后，加蒸馏水 20mL。摇匀，在 540nm
处读取 OD 值。 （4）空白管：在 25mL 试管中依次加入 1mL 底物溶液、 3mLDNS、 1mL 对应浓
度的酶溶液。（注意：每次加入溶液时均需充分混合均匀） 注意：原酶液的稀释对于测定反应初速度进程曲线很关键，四种酶液稀释浓度的 OD
表一
不同酶浓度的反应初速度时间范围和反应初速度
酶浓度（mg/ml） 反应初速度时间范围（min）
线性关系
反应初速度（v）
0.2
3～30
y=0.0279x+0.4968
0.0279
0.4
3～12
y=0.0463x+0.1073
0.0463
0.6
3～12
y=0.0702x+0.3220
0.0702
0.8
7、实验小结：
①初步掌握纤维素酶酶促反应初速度的测定方法，了解酶促反应动力学曲线的意义。 ②由酶促反应的进程曲线获得初速度反应时间范围和酶反应速度表征初速度的动力学
涵义。 ③测酶活时严格控制影响到的因素，如反应温度、时间、pH 等。 ④量取固体酶液时精确，溶解稀释做到准确无误，减少实验操作误差，增加结果可信度。 ⑤对反应后的实验结果认真仔细观察做好记录。养成科学分析问题的习惯。

实验一进程控制描述与控制第一部分 Windows“任务管理器”的进程管理背景知识Windows 2000/XP/XP的任务管理器提供了用户计算机上正在运行的程序和进程的相关信息，也显示了最常用的度量进程性能的单位。

使用任务管理器，可以打开监视计算机性能的关键指示器，快速查看正在运行的程序的状态，或者终止已停止响应的程序。

也可以使用多个参数评估正在运行的进程的活动，以及查看CPU 和内存使用情况的图形和数据。

其中：1) “应用程序”选项卡显示正在运行程序的状态，用户能够结束、切换或者启动程序。

2) “进程”选项卡显示正在运行的进程信息。

例如，可以显示关于CPU 和内存使用情况、页面错误、句柄计数以及许多其他参数的信息。

3) “性能”选项卡显示计算机动态性能，包括CPU 和内存使用情况的图表，正在运行的句柄、线程和进程的总数，物理、核心和认可的内存总数(KB) 等。

实验目的通过在Windows 任务管理器中对程序进程进行响应的管理操作，熟悉操作系统进程管理的概念，学习观察操作系统运行的动态性能。

工具/准备工作在开始本实验之前，请回顾教科书的相关内容。

需要准备一台运行Windows 2000/XP/XP操作系统的计算机。

实验内容与步骤1. 使用任务管理器终止进程2. 显示其他进程计数器3. 更改正在运行的程序的优先级启动并进入Windows环境，单击Ctrl + Alt + Del键，或者右键单击任务栏，在快捷菜“运行”，并输入“taskmgr.exe”单中单击“任务管理器”命令，或者是在点击任务条上的“开始”打开“任务管理器”窗口。

在本次实验中，你使用的操作系统版本是：Microsoft Windows XP Professional 版本2002当前机器中由你打开，正在运行的应用程序有：1）实验一进程控制描述与控制34- Microsoft Word2) 我的电脑3) ftp://192.168.15.8/- Microsoft Internet Explorer4) __________________________________________________________________5) __________________________________________________________________Windows“任务管理器”的窗口由_5_个选项卡组成，分别是：1) 应用程序________________________________________________2) 进程__________________________________________________________3) 性能_____________________________________________________________4) 联网______________________________________________________________5) 用户_____________________________________________________________当前“进程”选项卡显示的栏目分别是(可移动窗口下方的游标/箭头，或使窗口最大化进行观察) ：1. 使用任务管理器终止进程步骤1：单击“进程”选项卡，一共显示了__40_个进程。

N=account;
N=N+200; account=N;
建立一个能够描述程序的执行过程并且能用来共享资 源的基本单位。
2.1.5 进程的定义和特征
一、进程（Process) 进程是程序在一个数据集上的运行过程，是系统 进行资源分配和调度的一个独立单位。
其它定义：

进程是程序的一次执行。 进程是一个程序及其数据在处理机上顺序执行时所 发生的活动。 进程是进程实体的运行过程，是系统进行资源分配 和调度的一个独立单位”。
2.2 进程的描述
系统中需要有描述进程存在和能够反映其变化的物理实体，即进程的静态 描述。进程的静态描述由三部分组成：进程控制块PCB，有关程序段和该 程序段对其进行操作的数据结构集。
进程控制块PCB包含了有关进程的描述信息、控制信息以及资源信息，是 进程动态特征的集中反映。 系统根据PCB感知进程的存在和通过PCB中所包含的各项变量的变化，掌 握进程所处的状态以达到控制进程活动的目的。
21
2.2.1 进程控制块
4）进程控制信息：
程序和数据的地址——指程序和数据所在的内存或外存首地址； 进程同步和通信机制——如信号量、消息队列指针等，它们可能全 部或部分地存放在PCB中； 资源清单——是一张列出了除CPU外的、进程所需的全部资源及已 经分配到该进程的资源的清单； 链接指针——它给出本进程（PCB）所在队列中下一个进程的PCB的 首址。
27
2.3.1 进程的基本状态
进程的挂起/解挂状态
一、设臵原因
1、用户需要 ：中间结果与预期不符； 2、操作系统需要：系统某些功能故障； 3、系统负荷过重 4、父进程需要 5、对换的需要
二、设臵挂起状态后进程状态的转换

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。