关文聪 2016060601008 计算机操作系统 实验报告1

【计算机操作系统实验报告1——进程与资源管理】 本实验报告主要涵盖了计算机操作系统中关于进程管理和资源管理的关键概念，包括总体设计、进程管理设计、进程控制块（PCB）结构、资源管理设计以及系统初始化设计。实验的目标是设计并实现一个能够处理进程创建、撤销、调度、资源申请和释放的管理器。 1. 总体设计： 系统采用三层结构，最右侧的部分是进程与资源管理器，负责核心的进程控制和资源分配。中间的驱动程序test shell将调度所设计的管理器以完成测试任务，而最左侧的终端或测试文件则提供用户输入和模拟硬件中断。 2. Test Shell设计： Test Shell需实现的基本命令包括初始化(-init)、创建进程(-cr)、删除进程(-de)、申请资源(-req)、释放资源(-rel)和超时(-to)。此外，可选命令包括列出所有进程及其状态(-lp)、所有资源及其状态(-lr)以及查询特定进程信息。Test Shell的功能是将用户的命令转化为对进程和资源管理器的调用，并在终端上显示执行结果。 3. 进程管理设计： - 进程状态包括就绪、运行和阻塞。 - 进程操作包括创建、撤销、请求资源、释放资源、时钟中断和调度。 - 进程控制块（PCB）包含了进程ID、占用资源、状态信息（类型及列表）、创建树（父进程/子进程）以及优先级（0, 1, 2分别代表初始化、用户和系统进程）。 4. PCB结构： - 就绪进程队列（Ready list, RL）按照优先级分为三个级别，新创建或唤醒的进程添加到队列末尾。 - 当前运行的进程在RL中，根据优先级定位。 - Init进程在系统启动时创建，用于创建第一个系统或用户进程。 5. 资源管理设计： - 资源用固定数量的资源控制块（RCB）表示，分为四类：R1, R2, R3, R4，每类资源数量与其名称相同。 - RCB包含资源ID、空闲单元数量以及等待列表，记录等待资源的进程。 通过以上设计，实验旨在让学生深入理解操作系统如何管理进程的生命周期以及如何高效地分配和释放资源。实验步骤包括具体实现这些功能，以及通过测试验证其正确性。这样的实践有助于巩固理论知识，提升实际操作技能，为理解和设计更复杂的操作系统内核奠定基础。