用C++设计一个OS进程与内存管理模拟程序,要求: (1)程序运行后提供一个交互界面或窗口,允许用户输入以下命令并可以滴对命令进行解释执行, creatproc:提交作业命令,要求用户提供作业估计运行时长和内存大小需求。该命令的解释执行过程为对该作业创建对应的进程,完成PCB建立、存储空间分配等工作。(既执行OS的创建进程原语) killproc 进程号:终止进程命令。该命令的解释执行过程为对进程进行撤销,回收存储空间和PCB。 iostrartproc 进程号:阻塞进程命令。该命令的解释执行过程为对处于运行状态的进程进行阻塞操作,进程状态转为阻塞状态。 iofinishproc 进程号:阻塞进程命令。该命令的解释执行过程为对处于阻塞状态的进程进行唤醒操作,进程状态转为就绪状态。 psproc:显示所有进程状态命令。该命令的解释执行过程为显示出所有进程的状态信息,主要包括进程id,进程状态,存储空间地址。 mem:显示内存空间使用情况信息。该命令的解释执行过程为显示内存空间的占用和空闲情况。
时间: 2024-04-06 12:29:08 浏览: 83
提高C++程序运行效率的10个简单方法
好的,我可以为你提供一个简单的代码框架,帮助你实现一个基本的进程与内存管理模拟程序。代码如下:
```c++
#include <iostream>
#include <string>
#include <vector>
using namespace std;
// 进程控制块
struct PCB {
int pid; // 进程ID
int state; // 进程状态(0表示就绪,1表示运行,2表示阻塞)
int priority; // 进程优先级
int mem_size; // 进程占用内存大小
int run_time; // 进程估计运行时间
int start_addr; // 进程在内存中的起始地址
};
// 内存块
struct MemBlock {
int addr; // 内存块起始地址
int size; // 内存块大小
int pid; // 占用该内存块的进程ID
};
// 进程表
vector<PCB> process_table;
// 内存块表
vector<MemBlock> memory_table;
// 分配一个内存块给进程
bool allocate_memory(int pid, int size, int& start_addr) {
for (int i = 0; i < memory_table.size(); i++) {
if (memory_table[i].pid == -1 && memory_table[i].size >= size) {
start_addr = memory_table[i].addr;
memory_table[i].pid = pid;
if (memory_table[i].size > size) {
// 如果分配的内存块大于所需内存,则将剩余部分分割成一个新的空闲块
MemBlock new_block = { start_addr + size, memory_table[i].size - size, -1 };
memory_table.insert(memory_table.begin() + i + 1, new_block);
memory_table[i].size = size;
}
return true;
}
}
return false;
}
// 回收一个内存块
void free_memory(int pid) {
for (int i = 0; i < memory_table.size(); i++) {
if (memory_table[i].pid == pid) {
memory_table[i].pid = -1;
// 如果该内存块相邻的前一个内存块是空闲块,则将它们合并成一个块
if (i > 0 && memory_table[i - 1].pid == -1) {
memory_table[i - 1].size += memory_table[i].size;
memory_table.erase(memory_table.begin() + i);
i--;
}
// 如果该内存块相邻的后一个内存块是空闲块,则将它们合并成一个块
if (i < memory_table.size() - 1 && memory_table[i + 1].pid == -1) {
memory_table[i].size += memory_table[i + 1].size;
memory_table.erase(memory_table.begin() + i + 1);
}
}
}
}
// 创建进程
void create_process(int pid, int mem_size, int run_time) {
PCB pcb = { pid, 0, 1, mem_size, run_time, -1 };
process_table.push_back(pcb);
int start_addr;
if (allocate_memory(pid, mem_size, start_addr)) {
pcb.start_addr = start_addr;
} else {
// 分配内存失败,删除PCB
process_table.pop_back();
}
}
// 终止进程
void kill_process(int pid) {
for (int i = 0; i < process_table.size(); i++) {
if (process_table[i].pid == pid) {
free_memory(pid);
process_table.erase(process_table.begin() + i);
break;
}
}
}
// 阻塞进程
void block_process(int pid) {
for (int i = 0; i < process_table.size(); i++) {
if (process_table[i].pid == pid) {
process_table[i].state = 2;
break;
}
}
}
// 唤醒进程
void wake_process(int pid) {
for (int i = 0; i < process_table.size(); i++) {
if (process_table[i].pid == pid) {
process_table[i].state = 0;
break;
}
}
}
// 显示进程状态
void show_process_status() {
cout << "Process ID\tState\tPriority\tMemory Size\tRun Time\tStart Address" << endl;
for (int i = 0; i < process_table.size(); i++) {
cout << process_table[i].pid << "\t\t";
if (process_table[i].state == 0) {
cout << "Ready\t";
} else if (process_table[i].state == 1) {
cout << "Running\t";
} else {
cout << "Blocked\t";
}
cout << process_table[i].priority << "\t\t" << process_table[i].mem_size << "\t\t" << process_table[i].run_time << "\t\t" << process_table[i].start_addr << endl;
}
}
// 显示内存使用情况
void show_memory_status() {
cout << "Memory Address\tSize\tProcess ID" << endl;
for (int i = 0; i < memory_table.size(); i++) {
cout << memory_table[i].addr << "\t\t" << memory_table[i].size << "\t";
if (memory_table[i].pid == -1) {
cout << "N/A";
} else {
cout << memory_table[i].pid;
}
cout << endl;
}
}
int main() {
// 初始化内存块表
MemBlock memory_block = { 0, 1024, -1 };
memory_table.push_back(memory_block);
// 显示命令提示
cout << "Available commands: creatproc, killproc, iostrartproc, iofinishproc, psproc, mem" << endl;
// 进入交互循环
while (true) {
string cmd;
cout << "> ";
getline(cin, cmd);
if (cmd.substr(0, 9) == "creatproc") {
// 提取参数
int mem_size, run_time;
sscanf(cmd.c_str() + 9, "%d %d", &mem_size, &run_time);
// 创建进程
create_process(process_table.size() + 1, mem_size, run_time);
} else if (cmd.substr(0, 7) == "killproc") {
// 提取参数
int pid;
sscanf(cmd.c_str() + 7, "%d", &pid);
// 终止进程
kill_process(pid);
} else if (cmd.substr(0, 12) == "iostrartproc") {
// 提取参数
int pid;
sscanf(cmd.c_str() + 12, "%d", &pid);
// 阻塞进程
block_process(pid);
} else if (cmd.substr(0, 12) == "iofinishproc") {
// 提取参数
int pid;
sscanf(cmd.c_str() + 12, "%d", &pid);
// 唤醒进程
wake_process(pid);
} else if (cmd == "psproc") {
// 显示进程状态
show_process_status();
} else if (cmd == "mem") {
// 显示内存使用情况
show_memory_status();
} else {
cout << "Invalid command" << endl;
}
}
return 0;
}
```
这个程序使用了结构体来实现进程控制块和内存块,使用了vector来存储进程表和内存块表。在主函数中实现了交互循环,可以接受用户的命令,并调用相应的函数来执行操作。这个程序是一个简单的模拟,还有很多可以优化的地方,例如可以使用更高效的内存分配算法,可以添加更多的命令以及功能等。希望能对你有所帮助!
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