操作系统上机实验报告 进程状态转换及其PCB的变化

1．目的： 自行编制模拟程序，通过形象化的状态显示，深入理解进程的概念、进程之间的状态转换及其所带来的PCB内容 、组织的变化，理解进程与其PCB间的一一对应关系。 2. 内容及要求： 1) 设计并实现一个模拟进程状态转换及其相应PCB内容、组织结构变化的程序。 2) 独立编写、调试程序。进程的数目、进程的状态模型（三状态、五状态、七状态或其它）以及PCB的组织形式可自行选择。 3) 合理设计与进程PCB相对应的数据结构。PCB的内容要涵盖进程的基本信息、控制信息、资源需求及现场信息。 4) 设计出可视性较好的界面，应能反映出进程状态的变化引起的对应PCB内容、组织结构的变化。 5) 代码书写要规范，要适当地加入注释。 6） 认真进行预习，完成预习报告。 7） 实验完成后，要认真总结，完成实验报告。 3．使用的数据结构及说明： 在本实验中，主要用到的数据结构是PCB的结构，其中PCB的数据结构如下： struct PCB { int P_Id; //PCB的ID号 char P_Name[10]; //PCB的名称 char P_State[10]; //PCB状态 int P_Runtime; //PCB的所需要的运行时间 int P_Requiry; //PCB所需要的资源要求 struct PCB * next ; //PCB块的下一个指针 } ; 其中，P_Id,和P_Name用来标示一个进程，而P_State用来标示进程的五种状态：Create_state,Ready_state,Block_state,Run_state,Exit_state。P_Runtime标示要完成一个进程所需要的时间。P_Requiry标示一个进程的执行所需要的其他条件，当其他的条件满足，则P_Requiry置1，否则置0。Struct PCB * next 用来指向同一队列中的下一个PCB块。 ### 操作系统上机实验报告：进程状态转换及其PCB的变化 #### 1. 实验目的 本实验旨在通过自行编制模拟程序的方式，使学生能够更深入地理解进程的概念、进程之间的状态转换以及这些状态转换如何引起进程控制块(PCB)内容与组织结构的变化。此外，还要求学生掌握进程与PCB之间的一一对应关系，即每一个进程都有一个唯一的PCB与之对应。 #### 2. 实验内容与要求 - **设计与实现模拟程序**：学生需设计并实现一个模拟进程状态转换及其相应PCB内容、组织结构变化的程序。 - **独立编写与调试**：实验过程中，学生需要独立完成程序的编写与调试工作。进程的数量、状态模型的选择(如三状态、五状态、七状态等)以及PCB的组织形式均可由学生自行决定。 - **合理设计PCB数据结构**：需要设计一个合理的数据结构来表示进程控制块(PCB)，该结构应包含进程的基本信息、控制信息、资源需求及现场信息等。 - **可视化界面设计**：为了更好地展示进程状态的变化，要求设计一个可视性较好的界面，能够直观地反映出进程状态变化引起的PCB内容与组织结构的变化。 - **代码规范**：代码需遵循良好的编程习惯，并适当添加注释以提高代码的可读性和维护性。 - **预习报告与实验报告**：在实验前需完成预习报告，在实验后需完成详细的实验报告，总结实验过程中的心得与体会。 #### 3. 使用的数据结构及说明 实验中主要使用了以下数据结构来表示PCB： ```c struct PCB { int P_Id; // PCB的ID号 char P_Name[10]; // PCB的名称 char P_State[10]; // PCB状态 int P_Runtime; // PCB的所需要的运行时间 int P_Requiry; // PCB所需要的资源要求 struct PCB * next ; // PCB块的下一个指针 }; ``` - `P_Id` 和 `P_Name` 用于标识一个进程。 - `P_State` 用于表示进程的五种状态：`Create_state` (创建状态)、`Ready_state` (就绪状态)、`Block_state` (阻塞状态)、`Run_state` (运行状态)、`Exit_state` (退出状态)。 - `P_Runtime` 表示完成一个进程所需的时间。 - `P_Requiry` 表示进程执行所需的其他条件，当条件满足时设为1，否则为0。 - `next` 指针用于指向同一队列中的下一个PCB块。 #### 4. 程序设计与实现 为了实现上述要求，可以按照以下步骤进行程序的设计与实现： - **初始化数据结构**：定义PCB结构体，并初始化所有需要的数据结构。 - **创建进程**：根据设定的进程数量，创建相应的PCB实例。 - **状态转换**：实现进程状态的转换逻辑，例如从创建状态转换到就绪状态等。 - **更新PCB内容**：在每次状态转换时，更新PCB的相关字段，如运行时间、状态等。 - **可视化展示**：设计一个简单的用户界面，用于展示进程的状态变化和对应的PCB内容变化。 - **错误处理与异常检测**：确保程序具有良好的错误处理机制，能够检测并处理各种异常情况。 #### 5. 结论 通过本次实验，学生不仅能够加深对进程状态转换的理解，还能够在实践中掌握PCB的设计与应用方法。此外，通过实际编程，还能进一步提高学生的编程技能和解决问题的能力。最终的目标是让学生能够独立完成类似的程序设计任务，为后续的学习打下坚实的基础。