操作系统实验：并发环境与低级调度算法仿真

"该实验是针对计算机操作系统课程的必修实验，主要目标是让学生通过程序仿真理解并掌握并发环境、进程PCB（Process Control Block）、控制操作原语、进程切换和低级调度算法的原理、过程和实现。实验内容包括CPU、寄存器、时钟中断的抽象设计，以及进程PCB的实现。实验强调了面向对象的设计思想，并要求模拟真实的多进程并发环境和低级调度算法。" 实验内容详细说明： 1. CPU与寄存器的抽象设计： - CPU应被抽象为一个类，其中包含关键寄存器如PC（Program Counter）、IR（Instruction Register）和PSW（Program Status Word）作为类的属性或子类。这些寄存器的内容表示方式由学生自定义。 - CPU的模式切换涉及寄存器现场的保护和恢复，这些操作可以通过类的方法来封装。 - 时钟中断的抽象设计可以是一个时钟类，利用计时器或线程模拟。时钟类应提供方法来获取当前时间、转换为毫秒以及生成随机任务请求序列。 2. 进程PCB及其控制操作的实现： - PCB设计应参考Linux的task_struct数据结构，至少包含进程编号、优先级、创建时间、状态、运行时间、指令数量、指令ID、指令状态标志和单指令运行时间等信息。所有时间单位均以毫秒计。 - 实验要求进程创建时间差控制在1分钟以内，所有进程需在2分钟内全部生成，允许学生根据需求扩展设计。 3. 并发环境与低级调度算法的仿真： - 模拟10毫秒一次的时钟中断，用于仿真多进程的并发请求。但并非每次时钟中断都进行调度，调度时机需根据实际情况判断。 - 进程调度模块的基础时间片为10毫秒的整数倍，例如1秒。进程任务的并发请求应与进程调度模块并发执行，以体现并发环境的真实性和复杂性。 这个实验旨在培养学生的实际操作技能，使他们能够通过编程实践理解操作系统的核心概念，包括进程管理、调度和并发执行。通过这种方式，学生能够更好地掌握操作系统的工作原理，为后续的学习和研究打下坚实的基础。