操作系统实验-CPU进程调度和内存分配_java版.doc

操作系统实验 项目开发实现 实验名称 EXP.1 CPU Scheduling Exp.2 Allocation Reclaim 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 一,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。本实验模拟实现处理机调度，以加深了解处理机调度的工作； 二，帮助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； 实验题目 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； 实验要求 一，（a），PCB内容： 进程名/PID； 要求运行时间（单位时间）； 优先权； 状态； PCB指针； ——(因课程内容原因，这个指针在设计中没用) 1，可随机输入若干进程，并按优先权排序； 2，从就绪队列首选进程运行：优先权-1/ 要求运行时间-1；要求运行时间=0时，撤销该进程； 3，重新排序，进行下一轮调度； （b），最好采用图形界面； （c）,可随时增加进程； （d），规定道数，设置后备队列和挂起状态。若内存中进程数少于规定道数，可自动从后备队列调度一作业进入。被挂起进程如=入挂起队列，设置解挂功能用于将指定挂起进程解挂入就绪队列； （e），每次调度后，显示各进程状态； 二，（a），自行假设主存空间大小，预设操作系统所占大小并构造未分分区表； 表目内容：起址、长度、状态（未分/空表目） （b），结合实验一，PCB增加为：｛PID，要求运行时间，优先权，状态，所需内存大小，主存起始位置，PCB指针（失效）｝； （C）采用最先适应算法分配主存空间； （D），进程完成后，回收主存，并与相邻空闲分区合并； 实验过程及分析 初步设计： 详细设计： （a），操作系统知识回顾： （1）作业进入内存中，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，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，本实验采用优先级； （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；本实验为简化操作，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，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（实际上这是不对的，因为作业进入内存，由CPU标记PCB后，不能撤销PCB再返回内存，除非该进程执行结束，但本程序为体现解挂的意思，还是错误地设计为可以解挂到后备队列，读者需注意，这个功能可以在代码中注销，另外也希望有高手可以改进）； （b），实验程序设计： （1），本实验采用java语言编程，并实现GUI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； MemoryItem类中，定义Memory的内存起始