實(shí)驗(yàn)二 單處理器系統(tǒng)的進(jìn)程調(diào)度

《實(shí)驗(yàn)二 單處理器系統(tǒng)的進(jìn)程調(diào)度》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。

1、實(shí)驗(yàn)二?單處理器系統(tǒng)的進(jìn)程調(diào)度（附實(shí)驗(yàn)報(bào)告）?1．實(shí)驗(yàn)?zāi)康募由顚M(jìn)程概念的理解，明確進(jìn)程和程序的區(qū)別；深入了解系統(tǒng)如何組織進(jìn)程、創(chuàng)建進(jìn)程；進(jìn)一步認(rèn)識如何實(shí)現(xiàn)處理器調(diào)度。?2．實(shí)驗(yàn)預(yù)備知識進(jìn)程的概念；進(jìn)程的組織方式；進(jìn)程的創(chuàng)建；進(jìn)程的調(diào)度。?3．實(shí)驗(yàn)內(nèi)容編寫程序完成單處理機(jī)系統(tǒng)中的進(jìn)程調(diào)度，要求采用時(shí)間片輪轉(zhuǎn)調(diào)度算法。實(shí)驗(yàn)具體包括：首先確定進(jìn)程控制塊的內(nèi)容，進(jìn)程控制塊的組成方式；然后完成進(jìn)程創(chuàng)建原語和進(jìn)程調(diào)度原語；最后編寫主函數(shù)對所作工作進(jìn)程測試。?4．提示與講解這個(gè)實(shí)驗(yàn)主要要考慮三個(gè)問題：如何組織

2、進(jìn)程、如何創(chuàng)建進(jìn)程和如何實(shí)現(xiàn)處理器調(diào)度。考慮如何組織進(jìn)程，首先就要設(shè)定進(jìn)程控制塊的內(nèi)容。進(jìn)程控制塊PCB記錄各個(gè)進(jìn)程執(zhí)行時(shí)的情況。不同的操作系統(tǒng)，進(jìn)程控制塊記錄的信息內(nèi)容不一樣。操作系統(tǒng)功能越強(qiáng)，軟件也越龐大，進(jìn)程控制塊記錄的內(nèi)容也就越多。這里的實(shí)驗(yàn)只使用了必不可少的信息。一般操作系統(tǒng)中，無論進(jìn)程控制塊中信息量多少，信息都可以大致分為以下四類：???①標(biāo)識信息每個(gè)進(jìn)程都要有一個(gè)惟一的標(biāo)識符，用來標(biāo)識進(jìn)程的存在和區(qū)別于其他進(jìn)程。這個(gè)標(biāo)識符是必不可少的，可以用符號或編號實(shí)現(xiàn)，它必須是操作系統(tǒng)分配的。在

3、后面給出的參考程序中，采用編號方式，也就是為每個(gè)進(jìn)程依次分配一個(gè)不相同的正整數(shù)。②說明信息用于記錄進(jìn)程的基本情況，例如進(jìn)程的狀態(tài)、等待原因、進(jìn)程程序存放位置、進(jìn)程數(shù)據(jù)存放位置等等。實(shí)驗(yàn)中，因?yàn)檫M(jìn)程沒有數(shù)據(jù)和程序，僅使用進(jìn)程控制塊模擬進(jìn)程，所以這部分內(nèi)容僅包括進(jìn)程狀態(tài)。③現(xiàn)場信息現(xiàn)場信息記錄各個(gè)寄存器的內(nèi)容。當(dāng)進(jìn)程由于某種原因讓出處理器時(shí)，需要將現(xiàn)場信息記錄在進(jìn)程控制塊中，當(dāng)進(jìn)行進(jìn)程調(diào)度時(shí)，從選中進(jìn)程的進(jìn)程控制塊中讀取現(xiàn)場信息進(jìn)行現(xiàn)場恢復(fù)。現(xiàn)場信息就是處理器的相關(guān)寄存器內(nèi)容，包括通用寄存器、程序計(jì)數(shù)

4、器和程序狀態(tài)字寄存器等。在實(shí)驗(yàn)中，可選取幾個(gè)寄存器作為代表。用大寫的全局變量AX、BX、CX、DX模擬通用寄存器、大寫的全局變量PC模擬程序計(jì)數(shù)器、大寫的全局變量PSW模擬程序狀態(tài)字寄存器。④管理信息管理信息記錄進(jìn)程管理和調(diào)度的信息。例如進(jìn)程優(yōu)先數(shù)、進(jìn)程隊(duì)列指針等。實(shí)驗(yàn)中，僅包括隊(duì)列指針。因此可將進(jìn)程控制塊結(jié)構(gòu)定義如下：structpcb{intname;??????????????????intstatus;?????????????????intax,bx,cx,dx;????????????

5、??intpc;????????????????intpsw;??????????????intnext;??????????????}確定進(jìn)程控制塊內(nèi)容后，要考慮的就是如何將進(jìn)程控制塊組織在一起。多道程序設(shè)計(jì)系統(tǒng)中，往往同時(shí)創(chuàng)建多個(gè)進(jìn)程。在單處理器的情況下，每次只能有一個(gè)進(jìn)程處于運(yùn)行態(tài)，其他的進(jìn)程處于就緒狀態(tài)或等待狀態(tài)。為了便于管理，通常把處于相同狀態(tài)的進(jìn)程的進(jìn)程控制塊鏈接在一起。單處理器系統(tǒng)中，正在運(yùn)行的進(jìn)程只有一個(gè)。因此，單處理器系統(tǒng)中進(jìn)程控制塊分成一個(gè)正在運(yùn)行進(jìn)程的進(jìn)程控制塊、就緒進(jìn)程的進(jìn)

6、程控制塊組織成的就緒隊(duì)列和等待進(jìn)程的進(jìn)程控制塊組成的等待隊(duì)列。由于實(shí)驗(yàn)?zāi)M的是進(jìn)程調(diào)度，沒有對等待隊(duì)列的操作，所以實(shí)驗(yàn)中只有一個(gè)指向正在運(yùn)行進(jìn)程的進(jìn)程控制塊指針和一個(gè)就緒進(jìn)程的進(jìn)程控制塊隊(duì)列指針。操作系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)中，系統(tǒng)往往在主存中劃分出一個(gè)連續(xù)的專門區(qū)域存放系統(tǒng)的進(jìn)程控制塊，實(shí)驗(yàn)中應(yīng)該用數(shù)組模擬這個(gè)專門的進(jìn)程控制塊區(qū)域，定義如下：#define?n??10??????????structpcb?pcbarea[n];???????這樣，進(jìn)程控制塊的鏈表實(shí)際上是數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中使用的靜態(tài)鏈表。進(jìn)程控制塊的

7、鏈接方式可以采用單向和雙向鏈表，實(shí)驗(yàn)中，進(jìn)程控制塊隊(duì)列采用單向不循環(huán)靜態(tài)鏈表。為了管理空閑進(jìn)程控制塊，還應(yīng)該將空閑控制塊鏈接成一個(gè)隊(duì)列。實(shí)驗(yàn)中采用時(shí)間片輪轉(zhuǎn)調(diào)度算法，這種算法是將進(jìn)程控制塊按照進(jìn)入就緒隊(duì)列的先后次序排成隊(duì)列。關(guān)于就緒隊(duì)列的操作就是從隊(duì)頭摘下一個(gè)進(jìn)程控制塊和從隊(duì)尾掛入一個(gè)進(jìn)程控制塊。因此為就緒隊(duì)列定義兩個(gè)指針，一個(gè)頭指針，指向就緒隊(duì)列的第一個(gè)進(jìn)程控制塊；一個(gè)尾指針，指向就緒隊(duì)列的最后一個(gè)進(jìn)程控制塊。實(shí)驗(yàn)中指向運(yùn)行進(jìn)程的進(jìn)程控制塊指針、就緒隊(duì)列指針和空閑進(jìn)程控制塊隊(duì)列指針定義如下：in

8、t?run;??????????struct{int?head;?int?tail;}ready;????????????int?pfree;????????以上是如何組織進(jìn)程，下面考慮如何創(chuàng)建進(jìn)程。進(jìn)程創(chuàng)建是一個(gè)原語，因此在實(shí)驗(yàn)中應(yīng)該用一個(gè)函數(shù)實(shí)現(xiàn)，進(jìn)程創(chuàng)建的過程應(yīng)該包括：①申請進(jìn)程控制塊：進(jìn)程控制塊的數(shù)量是有限的，如果沒有空閑進(jìn)程控制塊，則進(jìn)程不能創(chuàng)建，如果申請成功才可以執(zhí)行第②步；②申請資源：除了進(jìn)程控制塊外，還需要有必要的資源才能創(chuàng)建進(jìn)程，如果申請資源不成功，則不能創(chuàng)建進(jìn)程