操作系统课程设计——操作系统课程设计模拟操作系统

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1、 学年论文（课程设计）学年论文（课程设计） 题目： 操作系统课程设计模拟操作系统操作系统课程设计模拟操作系统 2012 年 06 月 05 日 一：课程设计题一：课程设计题目目 实现一个模拟操作系统。 二：课程设计目的二：课程设计目的 通过模拟操作系统的实现，加深对操作系统工作原理的理解，进一步了解操作系 统的实现方法，并可练习合作完成系统的团队精神和提高程序设计能力。 三：小组人数三：小组人数 小组内有四个人共同完成实验。 四：编程语言四：编程语言和系统环境和系统环境 采用的是 C+语言，在 windows 系统环境下的 Microsoft Visual Studio 软件下设 计的程序语言

2、。 五：课程设计内容五：课程设计内容 模拟采用多道程序设计方法的单用户操作系统，爱操作系统包括进程管理、存储 管理、设备管理、文件管理和用户接口 4 部分。进程调度采用时间片轮转调度算法， 存储管理采用可变分区存储管理方式，文件系统采用FAT 方法。我所设计的部分为程 序管理部分。 七七：课程设计具体内容：课程设计具体内容 1 1） 进程调度：进程调度： 1 1、任务分析：、任务分析： 时间片轮转的主要思想就是按顺序为每一个进程一次只分配一个时间片的时 间。算法要完成的功能就是将各个进程按照时间片轮转运行的动态过程显示出来。时 间片轮转算法的主要实现过程是首先为每一个进程创建一个进程控制块，定

3、义数据结 构，说明进程控制块所包含的内容，有进程名、进程所需运行时间、已运行时间和进 程的状态以及指针的信息。实现的过程即运用指针指向某一个进程，判断当前的进程 是否是就绪状态“r”，如果是，则为该进程分配一个时间片，同时，已运行时间加一 且要求运行的时间减一，如此循环执行，当某一个进程的所需要运行的时间减少至0 时，则将该进程的状态设置为“e”。然后，将指针指向下一个未运行完成的进程，重 复判断，直至所有的进程都运行结束。 进程调度算法采用的是时间片轮转法。 时间片轮转法就是按一定时间片(记为 q)轮番运行各个进程。如果 q 是一个定值， 则轮转法是一种对各进程机会均等的调度方法。 轮转法本

4、质上是剥夺的，因为一轮内，每个进程不能获得比一个时间片 q 更长的 运行时间。正是由于这一特点，轮转法特别适用于分时操作系统。 轮转法的关键问题是如何确定 q 的大小。如果时间片太大以致每个进程的 CPU 周 期都能在一个时间片内完成，则轮转法实际上脱化为FCFS。如果 q 太小以致 CPU 切换 过于频繁，则会增加 CPU 的额外开销，降低了 CPU 的有效利用率。这是因为，每次 CPU 切换涉及到保存原运行进程的现场和恢复新运行进程的现场，这些操作一般需要 10ms100ms 的时间。例如，设有一个 CPU 周期为 10 单位的进程，在 q 取 12，6，1 时 的调度次数分别为 0， 1

5、， 9。 令时间单位为 1ms(1ms=1000ms)， 1 次调度的开销为 100ms， 则在 q=1 时 CPU 的额外开销和有效开销之比为 1:10，这是不容忽视的。 每个进程的状态可以是就绪（Wait）、运行(Run)或完成（Finish）三种状态之一。 就绪进程获得 CPU 后都只能运行一个时间片，用已占用 CPU 时间加 1 来表示。 如果运行一个时间片后，进程的已占用 CPU 时间已达到所需的运行时间，则撤销 该进程；如果运行一个时间片后进程的已占用 CPU 时间还未达到所需要的运行时间， 也就是进程还需要继续运行，此时应将进程的优先数减1（即降低一级），然后把它插 入就绪队列等

6、待 CPU。 每进行一次调度程序都打印一次运行进程、就绪队列以及各个进 程的 PCB，以便进行检查。重复以上过程，直到所有进程都完成为止。 2 2、概要设计：、概要设计： （1）所用数据结构及符号说明 typedef struct PCB char name10; /进程名 struct PCB *next; /循环链指针 int need_time; /要求运行时间 int worked_time; /已运行时间，初始为 0 char condition; /进程状态，只有“就绪”和“结束”两种状态 int flag; /进程结束标志，用于输出 PCB; PCB *front,*rear; /循环链队列的头指针和尾指针 int N; /N 为进程数 （2）主程序的流程图： 开始 输入进程数 N 输入各进程信息 为每个进程创建 PCB 并初始 化形成一个循环链队列 （3）程序说明：处理器调度总是选择指针指示的进程运行。由于本实验是模拟处 理器调度的功能，所以，对被选中的进程并不实际的启动运行，而是执行：已运行时 间