(完整word版)20102100062黄耿星多级反馈队列实验报告.doc

计算机学院

操作系统实验报告

项目名称：进程调度的设计与实现

指导老师：陈红英

成员：黄耿星（20102100062）

一、综设计实验题目：进程调度的设计与实现

二、中文摘要：无论是在批处理系统还是分时系统中，用户进程数一般都多于处理机数、这将导致它们互相争夺处理机。另外，系统进程也同样需要使用处理机。这就要求进程调度程序按一定的策略，动态地把处理机分配给处于就绪队列中的某一个进程，以使之执行。本实验正是立意于模拟操作系统的进程调度过程，利用多级反馈队列算法，通过可视化界面体现出进程调度的原理。

关键词：争夺处理机进程调度就绪队列多级反馈队列算法

三、前言

实验目的

1、综合应用下列知识点设计并实现操作系统的进程调度：邻接表，布尔数组，非阻塞输入，图形用户界面GUI，进程控制块，进程状态转换，多级反馈队列进程调度算法。

2、加深理解操作系统进程调度的过程。

3、加深理解多级反馈队列进程调度算法。

实验要求与内容

1、采用一种熟悉的语言，如C、PASCAL或C++等，编制程序，最好关键代码采用C/C++，界面设计可采用其它自己喜欢的语言。

2、采用多级反馈队列调度算法进行进程调度。

3、每个进程对应一个PCB。在PCB中包括进程标识符pid、进程的状态标识status、进程优先级priority、进程的队列指针next和表示进程生命周期的数据项life（在实际系统中不包括该项）。

4、创建进程时即创建一个PCB，各个进程的pid都是唯一的，pid是在1到100范围内的一个整数。可以创建一个下标为1到100的布尔数组，“真”表示下标对应的进程标识号是空闲的，“假”表示下标对应的进程标识号已分配给某个进程。

5、进程状态status的取值为“就绪ready”或“运行run”，刚创建时，状态为“ready”。被进程调度程序选中后变为“run”。

6、进程优先级priority是0到49范围内的一个随机整数。

7、进程生命周期life是1到5范围内的一个随机整数。

8、初始化时，创建一个邻接表，包含50个就绪队列，各就绪队列的进程优先级priority分别是0到49。

9、为了模拟用户动态提交任务的过程，要求动态创建进程。进入进程调度循环后，每次按ctrl+f即动态创建一个进程，然后将该PCB插入就绪队列中。按ctrl+q退出进程调度循环。

10、在进程调度循环中，每次选择优先级最大的就绪进程来执行。将其状态从就绪变为运行，通过延时一段时间来模拟该进程执行一个时间片的过程，然后优先级减半，生命周期减一。设计图形用户界面GUI，在窗口中显示该进程和其他所有进程的PCB内容。如果将该运行进程的生命周期不为0，则重新把它变为就绪状态，插入就绪队列中；否则该进程执行完成，撤消其PCB。以上为一次进程调度循环。

11、在上机实现该程序之后，要求写出实验报告，其中包括实验名称、实验目的、实验内容、程序的主要流程图、实验心得和主要源程序清单等。

四、需求分析：

无论是在批处理系统还是分时系统中，用户进程数一般都多于处理机数、这将导致它们互相争夺处理机。另外，系统进程也同样需要使用处理机。这就要求进程调度程序按一定的策略，动态地把处理机分配给处于就绪队列中的某一个进程，以使之执行。进程调度虽然是操作系统内部的低级调度，但进程调度的优劣直接影响操作系统的整体性能。对进程调度性能的衡量方法可分为定性和定量2种。在定性衡量方面，首先是调度的可靠性。另外，间接性也是衡量进程调度的一个重要指标。而对于进程调度的定量评价包括CPU的利用率评价、进程在就绪队列中的等待时间与执行时间之比等。进程调度的算法包括：先来先服务（FCFS）、轮转法（RR）、多级反馈队列等。

其中多级反馈队列在实际应用中起着比较突出的作用。因此，我们有必要深入剖析理解该算法。

五、详细设计

1.流程图

从最高优先级往低优先级进程队列检查是否有非空队列?开始

从最高优先级往低优先级进程队列检查是否有非空队列?

开始

Y N

若该进程life=0,删除该进程;否则根据life确定新的优先级并取出插入到对应队列,状态为就绪态(READY)该队列首节点代表的进程得到CPU时间片,状态为运行(RUN)过后生命周期life-1

若该进程life=0,删除该进程