【正文】 情景，將問題制作成相應(yīng)的可視化動畫界面，展示三個問題。實現(xiàn)先來先服務(wù)算法、短作業(yè)優(yōu)先算法、多級反饋隊列算法、時間片輪轉(zhuǎn)算法、高響應(yīng)比調(diào)度算法。進(jìn)能夠顯示進(jìn)程占有資源占總資源的百分比。③進(jìn)程處于的活動就緒，靜止就緒，活動阻塞，靜止阻塞，執(zhí)行隊列狀態(tài)會顯示。實現(xiàn)幾種狀態(tài)間的轉(zhuǎn)換。 本系統(tǒng)的功能模塊圖，：本系統(tǒng)分為五個模塊，分別是進(jìn)程控制模塊，進(jìn)程調(diào)度模塊，進(jìn)程同步模塊，進(jìn)程通信模塊，死鎖避免模塊。例如：管道通信，在傳遞信息時，用水通過管道的動畫形式顯示信息的傳送。（4）進(jìn)程通信模塊：實現(xiàn)共享內(nèi)存、消息隊列和管道通信三種通信方式。將問題制作成相應(yīng)的可視化動畫界面，展示三個問題。（2）進(jìn)程調(diào)度模塊：需要實現(xiàn)先來先服務(wù)算法、短作業(yè)優(yōu)先算法、多級反饋隊列算法、時間片輪轉(zhuǎn)算法、高響應(yīng)比調(diào)度算法。為了保證本系統(tǒng)能夠流暢的目標(biāo)硬件上可靠，效率的運(yùn)行，最好保證該系統(tǒng)運(yùn)行的環(huán)境為如下條件： 操作系統(tǒng)：Windows XP/7/8；內(nèi)存：1G以上；硬盤：20G以上；編譯器：Microsoft Visual Studio幾者的關(guān)系為：需求矩陣[i,j]=最大需求矩陣[i,j]可利用資源[i,j] [13] 操作系統(tǒng)：Microsoft Windows 8中文版；內(nèi)存：8G；硬盤：1T；開發(fā)軟件：Microsoft Visual Studio該算法早期的作用是作為銀行系統(tǒng)現(xiàn)金貸款的發(fā)放的計算，所以因此得名。 銀行家算法 簡介銀行家算法[12]是由Dijkstra設(shè)計完成的算法。（2）進(jìn)程間推進(jìn)順序非法。系統(tǒng)中擁有多種資源，如打印機(jī)，公用隊列，運(yùn)行內(nèi)存，CPU等。當(dāng)發(fā)生這種對峙時，如果沒有其他的外力對其進(jìn)行干預(yù)，進(jìn)程們將無法繼續(xù)運(yùn)行，程序卡死。但是不允許一個Writer進(jìn)程和其他Reader進(jìn)程或Writer進(jìn)程同時訪問共享對象，因為這種訪問會引起混亂。我們把只要求讀這個文件的進(jìn)程叫做“Reader進(jìn)程”，其他進(jìn)程則稱為“Writer”。 讀者先寫問題 簡介讀者先寫問題[10]（ReaderWriter Problem）是指保證一個Writer進(jìn)程必須與其他進(jìn)程互斥地訪問共享對象的同步問題。但是，當(dāng)有一人吃飯時，這人旁邊兩位就不能吃飯了，因為他們沒有筷子。他們的生活就是思考和吃飯。 哲學(xué)家進(jìn)餐問題 簡介哲學(xué)家進(jìn)餐問題問題[9]（The Dinning Philosophers Problem）屬于進(jìn)程同步問題，它的發(fā)明者叫做Dijkstra。但是兩者之間也有著相對的聯(lián)系。而消費者進(jìn)程會從這個緩沖區(qū)拿走它所需要的產(chǎn)品。如果生產(chǎn)者進(jìn)程和消費者進(jìn)程想要同時進(jìn)行的話，那么在兩者之間就必須設(shè)置一個擁有許多緩沖區(qū)的緩沖池。它描述的問題是：現(xiàn)有許多生產(chǎn)者（producer）進(jìn)程正在生產(chǎn)所需要的產(chǎn)品。例如，當(dāng)一個正在執(zhí)行的進(jìn)程因為某個事件導(dǎo)致無法繼續(xù)運(yùn)行，則需要將它的狀態(tài)轉(zhuǎn)換為阻塞狀態(tài)；而當(dāng)合適的事件出現(xiàn)，導(dǎo)致該進(jìn)程能夠運(yùn)行時，又將該進(jìn)程的狀態(tài)轉(zhuǎn)換為就緒狀態(tài)?；蛘弋?dāng)一個進(jìn)程因為某種事件無法運(yùn)行時將其停止。新增了許多功能，如下：（1）代碼信息的指示；（2）團(tuán)隊工作室（Team Room）；（3）身份識別；（4）.NET內(nèi)存轉(zhuǎn)儲分析儀；（5）敏捷開發(fā)項目模板；（6）Git支持單元測試，也支持單元測試之上的測試； 進(jìn)程調(diào)度問題 簡介進(jìn)程調(diào)度[7]是進(jìn)程管理中最基本的功能。隨著版本更新，VS已經(jīng)擁有了多個版本，最新版本為2015版。所寫的目標(biāo)代碼適用于微軟支持的所有平臺，包括Microsoft Windows、Windows Mobile、Windows CE、.NET Framework。 簡介Microsoft Visual Studio[6]（簡稱VS）是由美國Microsoft公司開發(fā)并發(fā)布的整合了多種編譯語言的編譯器。很多應(yīng)用程序使用 Lua 作為自己的嵌入式腳本語言，以此來實現(xiàn)可配置性、可擴(kuò)展性。Lua讓C/C++編寫的代碼調(diào)用Lua腳本，同時C/C++函數(shù)也能夠在 Lua 腳本中調(diào)用。配合著相應(yīng)的游戲引擎，實現(xiàn)所需要的命令。其中以游戲開發(fā)是最多的一個。Lua語言發(fā)展到今天，已經(jīng)更新了多個版本，版本一直遵循著開源的傳統(tǒng)原則，方便了廣大的程序員。所以它的設(shè)計原則就是四點：簡單，小巧，具有可移植性、編譯快速。這正是創(chuàng)造者們對它的期望，希望它成為一門簡單，美妙，有趣不乏味的編程語言。這門語言就是時下最為火熱的編程語言之一——Lua語言[5]。（5）死鎖避免模塊：實現(xiàn)銀行家算法，能夠計算銀行家算法。（3）進(jìn)程同步模塊：利用多線程技術(shù)編寫生產(chǎn)者消費者問題，哲學(xué)家進(jìn)餐問題、讀者寫者問題。具體來說,本系統(tǒng)將會實現(xiàn)以下目標(biāo)：（1）進(jìn)程控制模塊：進(jìn)程的創(chuàng)建（可以分為自動創(chuàng)建、手動創(chuàng)建）、進(jìn)程的撤銷、進(jìn)程狀態(tài)的變化、進(jìn)程間的祖先關(guān)系、進(jìn)程對各類資源的使用情況等。本系統(tǒng)的設(shè)計的目的是方便教師的課堂教學(xué)，提高課堂的教學(xué)效果。防止使用人信息泄露。并且在功能的設(shè)計上還將考慮系統(tǒng)的可擴(kuò)展性，根據(jù)需求的改變增加功能。(2) 可維護(hù)性：使用者對系統(tǒng)的功能可以清晰的了解，并簡單的使用該系統(tǒng)。(1) 實用性：系統(tǒng)要符合用戶制定的需求，功能要符合用戶的使用習(xí)慣和使用要求。操作系統(tǒng)的實際教學(xué)中很難用ppt等來直觀可視化地演示進(jìn)程管理各部分的工作原理。這些課程的學(xué)習(xí)往往讓學(xué)生難以理解，加大教師的教學(xué)難度，這種現(xiàn)象在計算機(jī)專業(yè)尤為明顯。接下來為了明確系統(tǒng)設(shè)計的目標(biāo)，我將對系統(tǒng)進(jìn)行需求分析。該系統(tǒng)的開發(fā)是可行的。綜上所述，操作系統(tǒng)進(jìn)程管理演示系統(tǒng)在技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、使用、法律4個方面均為可行。本系統(tǒng)全部采用的是開源軟件，可以在網(wǎng)絡(luò)上輕松獲得認(rèn)證，不管被用于任何用途都不會出現(xiàn)法律問題。操作界面簡潔明了，附有專門的使用說明，使用者能輕松上手，無需專門訓(xùn)練了解。所以該系統(tǒng)在經(jīng)濟(jì)上是可行的。能用較小的成本，達(dá)到預(yù)期中的要求。這兩者也基本可以忽略不計。而編譯語言也是開放的。本系統(tǒng)的開發(fā)編譯器軟件是Visual Studio 2013和cocos code ide。擁有編譯簡單，方便，可靠，安全，可移植性，靈活等優(yōu)點。所以用c和lua來編譯會比較簡單，適合。本系統(tǒng)選擇的編譯語言是c和lua。682系統(tǒng)分析對于可行性分析[4]，我從技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、使用和法律4個方面著手。使用者操作起來簡單，容易上手。（5）死鎖避免模塊：實現(xiàn)銀行家算法。（3）進(jìn)程同步模塊：生產(chǎn)者消費者問題，哲學(xué)家進(jìn)餐問題。系統(tǒng)由5個模塊組成，功能如下：（1）進(jìn)程控制模塊：進(jìn)程的創(chuàng)建（可以分為自動創(chuàng)建、手動創(chuàng)建）、進(jìn)程的撤銷、進(jìn)程狀態(tài)的變化、進(jìn)程間的祖先關(guān)系、進(jìn)程對各類資源的使用情況等。 設(shè)計一個針對操作系統(tǒng)學(xué)科的操作系統(tǒng)進(jìn)程管理演示系統(tǒng)，以Microsoft Visual Studio目前在高校教學(xué)中往往采用ppt，視頻，flash等手段來增加授課效果，使教學(xué)過程更加生動形象，但這些并不能完全滿足于日常教學(xué)，這在操作系統(tǒng)這門學(xué)科中尤為突出。如果能加以推廣，會更加方便課堂教學(xué)[2]。老師使用相當(dāng)普及。 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀目前在歐美等發(fā)達(dá)國家，針對教學(xué)內(nèi)容制作的教學(xué)輔助演示系統(tǒng)有很多。從而增加教學(xué)的質(zhì)量，減少學(xué)生的學(xué)習(xí)壓力。教師們開始利用科技技術(shù)與相關(guān)設(shè)備，引入ppt，視頻，flash等手段，將不可見的，枯燥的理論加以轉(zhuǎn)換，變?yōu)榭梢暤漠嬅鎇1]?，F(xiàn)如今的課堂教學(xué)相較以前，變得更加“形象”。操作系統(tǒng)進(jìn)程管理演示系統(tǒng)的設(shè)計畢業(yè)論文目 錄1引言 1 課題背景 1 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 1 1 12系統(tǒng)分析 1 1 2 3 5 63系統(tǒng)總體設(shè)計 7 7 84 系統(tǒng)詳細(xì)設(shè)計 1 1 4 4 9 14 20 215 系統(tǒng)測試 24 24 24 24結(jié)論 34致謝 35參考文獻(xiàn) 36附錄 1防災(zāi)科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計1引言 課題背景隨著科技的不斷進(jìn)步，人類生活中的各個方面都在走向簡單，科技能幫助人類更加輕松的完成想要完成的事情。這涉及到整個人類社會的各個方面，課堂教學(xué)就是其中之一。隨著教學(xué)理念的改變，以前傳統(tǒng)教學(xué)模式中，“知識加工”和“問題解決”的思考過程等不可見的環(huán)節(jié)已經(jīng)被改變。讓學(xué)生從關(guān)注問題的“答案”，變?yōu)槔斫狻按鸢傅纳蛇^程”。其中，針對教學(xué)內(nèi)容制作的教學(xué)輔助演示系統(tǒng)，更是能幫助老師和學(xué)生的一種方法。如在計算機(jī)方面，化學(xué)方面，物理方面等。在國內(nèi)，這種專門針對教學(xué)內(nèi)容的輔助演示系統(tǒng)還不是特別多。在高校教學(xué)中常常會遇到許多生澀抽象的課程，這些課程的學(xué)習(xí)往往讓學(xué)生難以理解，加大教師的教學(xué)難度，這種現(xiàn)象在計算機(jī)專業(yè)尤為明顯。所以開發(fā)一個操作系統(tǒng)進(jìn)程管理演示系統(tǒng)來輔助操作系統(tǒng)教學(xué)是很有必要的。2013和cocos code ide為編譯器，采用c和lua語言來進(jìn)行編譯。（2）進(jìn)程調(diào)度模塊：需要實現(xiàn)先來先服務(wù)、短作業(yè)優(yōu)先、高響應(yīng)比調(diào)度算法。（4）進(jìn)程通信模塊：實現(xiàn)共享內(nèi)存、消息隊列和管道通信三種通信方式。系統(tǒng)的特點要求操作界面清晰美觀。系統(tǒng)的功能要求實用，不繁瑣。用最小的代價，最短的時間，確定操作系統(tǒng)進(jìn)程管理演示系統(tǒng)的目標(biāo)和規(guī)模是否可行，是否能解決問題。因為該系統(tǒng)為可視化的界面系統(tǒng)。這兩種語言均為時下最流行的高級程序設(shè)計語言之一。所以該系統(tǒng)在技術(shù)上是可行的。這兩個軟件在微軟的官方網(wǎng)站能夠下載到免費的試用版本。因此，該系統(tǒng)的開發(fā)成本基本為零，投入的只有人力成本和硬件成本。因為本系統(tǒng)沒有了平臺的限制，所以系統(tǒng)的獨立性很高，與其他的系統(tǒng)相比，前期投入的資金和精力較少，讓開發(fā)變得簡單。而系統(tǒng)對于運(yùn)行環(huán)境沒有要求，不會因為軟硬件的限制了增加成本，只需要利用現(xiàn)有的計算機(jī)設(shè)備即可。本系統(tǒng)在操作難易程度上并不復(fù)雜，可以說相當(dāng)簡單。所以該系統(tǒng)在使用上是可行的。所以該系統(tǒng)在法律上是可行的。目標(biāo)和規(guī)模已經(jīng)明確。在系統(tǒng)的可行性分析階段，已經(jīng)證明了系統(tǒng)開發(fā)平臺和系統(tǒng)本身的可行性。高校教學(xué)中常常會遇到許多生澀抽象的課程。目前在高校教學(xué)中往往采用ppt，視頻，flash等手段來增加授課效果,使教學(xué)過程更加生動形象,但這些并不能完全滿足于日常教學(xué)。所以，開發(fā)一個操作系統(tǒng)進(jìn)程管理演示系統(tǒng)，通過可視化教學(xué)的方式來輔助操作系統(tǒng)教學(xué)是很有必要的。系統(tǒng)界面要簡潔，方便，直觀。根據(jù)需求，在系統(tǒng)上能輕松的進(jìn)行維護(hù)。(3) 安全性：制作完成的系統(tǒng)要保證系統(tǒng)運(yùn)行時所用到的各類信息的使用安全。(4) 可移植性：系統(tǒng)開發(fā)結(jié)束后，需要能夠在時下主流的所有操作系統(tǒng)所構(gòu)成的環(huán)境中正常使用。同時,也可以讓學(xué)生能更好的理解教學(xué)內(nèi)容,幫助學(xué)生建立進(jìn)程管理部分的整體概念，提高學(xué)習(xí)效率。（2）進(jìn)程調(diào)度模塊：需要實現(xiàn)先來先服務(wù)、短作業(yè)優(yōu)先、多級反饋隊列、時間片輪轉(zhuǎn)、高響應(yīng)比調(diào)度算法。（4）進(jìn)程通信模塊：實現(xiàn)共享內(nèi)存、消息隊列和管道通信三種通信方式。 Lua語言1993年，巴西里約熱內(nèi)盧天主教大學(xué)的三名教授在多日的努力后創(chuàng)造了一門新的編程語言。Lua是西班牙語里的單詞，意思是美麗的月亮。Lua語言設(shè)計者的初衷是制作一門大多數(shù)人都能使用的腳本語言，它具有良好的嵌入性，方便切入到其他應(yīng)用程序中。語言的實現(xiàn)是運(yùn)用ANSIC編寫的，是將整個C程序庫嵌入到所需要的程序中。Lua語言在多個領(lǐng)域都有著廣泛的應(yīng)用，例如游戲開發(fā)、智能機(jī)器人、圖像圖形的處理等等。許多著名的游戲，比如魔獸世界的插件、仙劍奇?zhèn)b傳五、憤怒的小鳥、部落沖突等都是使用Lua語言來進(jìn)行編寫的。Lua是一個輕量級腳本語言，也是一種便于嵌入目標(biāo)程序的語言。與 C/C++代碼的交互性，讓 Lua在應(yīng)用程序開發(fā)中有著廣泛的應(yīng)用基礎(chǔ)。 Microsoft Visual StudioMicrosoft Visual Studio是一個基本完整的開發(fā)工具集，它包括了整個軟件生命周期中所需要的大部分工具，如UML工具、代碼管控工具、集成開發(fā)環(huán)境(IDE)等等。Visual Studio是時下最流行的基于Windows平臺的集成開發(fā)環(huán)境。Microsoft Visual Studio 2013是Microsoft公司于2013年發(fā)布的Microsoft Visual Studio版本。它的功能是創(chuàng)建一個新的進(jìn)程，當(dāng)一個進(jìn)程完成工作后將其停止。還可以負(fù)責(zé)進(jìn)程運(yùn)行時的狀態(tài)轉(zhuǎn)換。 生產(chǎn)者消費者問題 簡介生產(chǎn)者消費者問題[8] (producerconsumer)屬于進(jìn)程同步問題。又有許多消費者（consumer）進(jìn)程，它們會去消費掉生產(chǎn)者生產(chǎn)的產(chǎn)品。生產(chǎn)者進(jìn)程會將它生產(chǎn)的產(chǎn)品放入其中一個緩沖區(qū)中。盡管所有的生產(chǎn)者進(jìn)程和消費者進(jìn)程都是在執(zhí)行各自的任務(wù)。因為如果緩沖區(qū)是空的，那么消費者進(jìn)程是無法從中取得產(chǎn)品的；同時如果緩沖區(qū)滿了，那么生產(chǎn)者進(jìn)程也無法向其中投放產(chǎn)品。它描述的問題是：現(xiàn)有5個哲學(xué)家，他們有著一張圓形桌子，并且均勻的坐在桌子邊。他們兩兩之間都有一支筷子，當(dāng)他們拿起身邊的兩支筷子時，他們就可以吃飯了。吃飯完成后，筷子會放回原處。一個數(shù)據(jù)文件或者記錄，可以被多個進(jìn)程共享。允許多個進(jìn)程同時讀一個共享對象，因為讀操作不會使數(shù)據(jù)文件變得混亂。 死鎖問題 簡介死鎖[11]（Deadlock）是指當(dāng)有多個進(jìn)程同時在運(yùn)行時，進(jìn)程之間會進(jìn)行資源的爭奪，呈現(xiàn)分庭對峙的情形。引起死鎖的原因：（1）競爭資源。當(dāng)進(jìn)程所需要的資源量超出了系統(tǒng)所提供的資源量，就會引起進(jìn)程爭奪資源，產(chǎn)生死鎖。進(jìn)程在運(yùn)行的時需要有正確的請求和釋放資源的順序，當(dāng)這個順序不正確的時候，就可能引起資源的不足，從而引發(fā)死鎖。它的作用是監(jiān)測資源的數(shù)量，從而得出結(jié)論是否會產(chǎn)生死鎖。算法將進(jìn)程的數(shù)據(jù)分為若干類型，分別為：可利用資源（Available）、最大需求矩陣（Max）、分配矩陣（Allocation）、需求矩陣（Need）。2013；cocos code ide ；開發(fā)語言：c、lua；系統(tǒng)的運(yùn)行需要硬件的支持。2008以上版本；cocos code ide；