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《操作系统》的实验代码。
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#lec10 进程／线程控制spoc练习

SPOC小组思考题

(1) (spoc)设计一个简化的进程管理子系统，可以管理并调度如下简化进程.给出了参考代码，请理解代码，并完成＂YOUR CODE"部分的内容．　可２个人一组

进程的状态

 - RUNNING - 进程正在使用CPU
 - READY   - 进程可使用CPU
 - WAIT    - 进程等待I/O完成
 - DONE    - 进程结束

进程的行为

 - 使用CPU, 
 - 发出YIELD请求,放弃使用CPU
 - 发出I/O操作请求,放弃使用CPU

进程调度

  • 使用FIFO/FCFS：先来先服务,
    • 先查找位于proc_info队列的curr_proc元素(当前进程)之后的进程(curr_proc+1..end)是否处于READY态，
    • 再查找位于proc_info队列的curr_proc元素(当前进程)之前的进程(begin..curr_proc-1)是否处于READY态
    • 如都没有，继续执行curr_proc直到结束

关键模拟变量

  • 进程控制块
PROC_CODE = 'code_'
PROC_PC = 'pc_'
PROC_ID = 'pid_'
PROC_STATE = 'proc_state_'
  • 当前进程 curr_proc
  • 进程列表：proc_info是就绪进程的队列（list），
  • 在命令行（如下所示）需要说明每进程的行为特征：（１）使用CPU ;(2)等待I/O
   -l PROCESS_LIST, --processlist= X1:Y1,X2:Y2,...
   X 是进程的执行指令数; 
   Ｙ是执行yield指令（进程放弃CPU,进入READY状态）的比例(0..100) 
   Ｚ是执行I/O请求指令（进程放弃CPU,进入WAIT状态）的比例(0..100)
  • 进程切换行为：系统决定何时(when)切换进程:进程结束或进程发出yield请求

进程执行

instruction_to_execute = self.proc_info[self.curr_proc][PROC_CODE].pop(0)

关键函数

  • 系统执行过程：run
  • 执行状态切换函数:　move_to_ready/running/done　
  • 调度函数：next_proc

执行实例

例1

$./process-simulation.py  -l 5:30:30,5:40:30 -c
Produce a trace of what would happen when you run these processes:
Process 0
  io
  io
  yld
  cpu
  yld

Process 1
  yld
  io
  yld
  yld
  yld

Important behaviors:
  System will switch when the current process is FINISHED or ISSUES AN YIELD or IO
Time     PID: 0     PID: 1        CPU        IOs 
  1      RUN:io      READY          1            
  2     WAITING    RUN:yld          1          1 
  3     WAITING     RUN:io          1          1 
  4     WAITING    WAITING                     2 
  5     WAITING    WAITING                     2 
  6*     RUN:io    WAITING          1          1 
  7     WAITING    WAITING                     2 
  8*    WAITING    RUN:yld          1          1 
  9     WAITING    RUN:yld          1          1 
 10     WAITING    RUN:yld          1          1 
 11*    RUN:yld       DONE          1            
 12     RUN:cpu       DONE          1            
 13     RUN:yld       DONE          1