1、操作系统课程设计操作系统课程设计 实验名称实验名称 CPU 进程调度和内存分配 实验内容实验内容 一、选择一个调度算法，实现处理机调度 二、处理机调度过程中，主存储器空间的分配和回收 实验目的实验目的 加深对 CPU 进程调度和内存分配的了解，进一步了解操作系统中各功能的实现, 了解在 不同的存储管理方式下，应怎样实现主存空间的分配和回收。 实验内容实验内容 一、 （1）设计一个按照优先权调度算法实现处理机调度的程序 （2）设计按时间片轮转实现处理机调度的程序 二、在可变分区管理方式下，采用最先适应算法实现主存空间的分配和回收； 实验过程及分析实验过程及分析 1.原理知识： （1）作业进入内存
2、中，由 CPU 分配产生 PCB 属性，并通过 PCB 记录进程状态，实验即 以 PCB 代表进程模拟调度过程； （2）在多道系统中，当就绪进程数大于处理机数时，须按照某种策略决定哪些进程优 先占用处理机，本设计采用优先级； （3） 进程调度时， 规定若就绪队列进程数少于 6 个， 则自动从后备队列调入一个作业； （4） 系统会将占有较多资源、 预期结果不符合要求的进程自动挂起， 并回收所占资源， 而本实验设置为手动挂起； （5）在适宜条件下，系统会将挂起的进程自动解挂，而且只解挂到就绪队列；本设计 为简化操作，设置为手动解挂，若解挂条件合适（即 CPU 各种资源可用） ，则解挂到就绪 队列，
3、并分配内存；若解挂条件不适宜，则解挂至后备队列，但不分配内存； 2、实验程序设计： （1）本实验采用 java 语言编程，并实现界面显示。 （2）为体现 java 语言面对对象程序设计的特点，实验设计为 ProcessPCB、MemoryItem 类封装 PCB 和所分配的内存各自的属性与方法；用 ProcessRecords、MemoryRecords 类封 装数组方法；用 SingleCPUScheduling 实现 GUI 界面显示； （3）ProcessPCB 类中，定义 PCB 的进程名、要求运行时间、优先级、状态、主存起始 位置、所需内存大小这 6 个属性，并定义各属性的 get
4、和 set 方法，定义 equals 方法用 于对比类的属性，定义 toString 方法得到类属性的字符串，定义 run 方法封装优先权-1/ 要求运行时间-1 的过程；MemoryItem 类中，定义可分分区表每一可分记录的主存起始位 置、内存大小及其 get 和 set 方法，定义 toString 方法得到可在界面显示的字符串； （4） ProcessRecords 封装 PCB 数组的添加元素 addItem 和删除元素 removeItem 方法， 并构造函数getItem通过参数ProcessPCB和String查找数组元素， 定义getNumberOfItems 取数组大小，定
5、义 getItemsPriorities 方法取所有数组元素的 toString 方法用于界面显 示，定义 iterator 方法取得数组的迭代器； （5）MemoryRecords 用同样的设计思想封装以 MemoryItem 为数组元素的各属性和方法； （6）SingleCPUScheduling 类继承 JFrame 类，实现界面化显示；与上面相对应，实例化 ProcessRecords（3 次）和 MemoryRecords（1 次）作为私有变量，分别作为后备队列、就 绪队列、挂起队列和内存可分分区表；在界面设计中，设计后备队列、挂起队列（附带解 挂 umount 按钮） 、就绪队列（
6、附带挂起 suspend 按钮）可分分区表列表显示框，设置 PCB 添加框，附带添加至后备队列（addToBackup） 、添加至就绪队列（addToReady）按钮，以 及 CPU 当前执行状态显示框、系统日志显示框，和开始调度（systemStart）按钮，优先 级和时间片单选按钮，以及时间片显示标签和文本编辑框； （7）界面设计详解；后备队列显示框用于显示已添加至后备队列的 ProcessRecords 属 性信息，其中主存起始位置默认为-1，表示未分配；挂起队列显示框用于显示从就绪队列 挂起的 PCB，其中属性“主存起始位置” （MemoryBase）将由非负数变为-1，表示挂起后收 回内存；就绪队列显示框中显示就绪队列属性，其中“主存起始位置”均为非负，表示一 分配内存；PCB 信息添加框分列 PCB6 个属性显示标签和可编辑文本框，和添加按钮，用于 添加 PCB；系统日志显示框附属时间片显示标签和可编辑文本编辑框，可由用户决定时间 片大小； （8）附属功能添加完善；最重要的是为程序添加线程，是程序能以停顿一段时间的 频率自动运行；
