【正文】 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。 防災(zāi)科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 2 需求分析 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。 用戶需求 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(shí)現(xiàn)先來先服務(wù)、短作業(yè)優(yōu)先、多級反饋隊(duì)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(shí)現(xiàn)共享內(nèi)存、消息隊(duì)列和管道通信三 種通信方式。 系統(tǒng) 的主要技術(shù)分析 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(jì)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(shí)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 Studio 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 。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。 隨著 版本更新 ，VS 已經(jīng)擁有了多個版本 ， 最新版本為 2020 版 。新增了許多功能 ， 如下： （ 1） 代碼信息 的 指示； （ 2） 團(tuán)隊(duì)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(xiàng)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。 或者 當(dāng)一個進(jìn)程因?yàn)槟撤N事件無法運(yùn)行時將其停止 。例如，當(dāng)一個正在執(zhí)行的進(jìn)程因?yàn)槟硞€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)。 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 。 如果 生產(chǎn)者進(jìn)程和消費(fèi)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。而 消費(fèi)者進(jìn)程會從這個緩沖區(qū) 拿走它所 需要的產(chǎn)品 。但是兩者之間也有著相對的聯(lián)系 。 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。 他們 的生活就是思考和吃飯 。 但是， 當(dāng)有一人吃飯時 ， 這人旁邊兩位就不能吃飯了 ， 因?yàn)樗麄儧]有筷子 。 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。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”。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?yàn)檫@種訪問會引起混亂。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。 系統(tǒng)中擁有多種資源，如打印機(jī)，公用隊(duì)列，運(yùn)行內(nèi)存， CPU 等。 （ 2）進(jìn)程間推進(jìn)順序非法。 銀行家算法 簡介 銀行家算法 [12]是 由 Dijkstra 設(shè)計(jì)完成的 算法 。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(jì)算 ， 所以因此 得名。 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] 系統(tǒng)開發(fā) 平臺 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 2020； cocos code ide ； 防災(zāi)科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 6 開發(fā)語言： c、 lua； 系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)境 系統(tǒng)的運(yùn)行需要硬件的支持。 （ 2）進(jìn)程調(diào)度模塊：需要實(shí) 現(xiàn)先來先服務(wù) 算法 、短作業(yè)優(yōu)先 算法 、多級反饋隊(duì)列算法 、時間片輪轉(zhuǎn) 算法 、高響應(yīng)比調(diào)度算法。 將問題制作成相應(yīng)的可視化動畫界面，展示三個問題。 （ 4）進(jìn)程通信模塊：實(shí)現(xiàn)共享內(nèi)存、消息隊(duì)列和管道通信三種通信方式。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。 系統(tǒng)功能模塊 本系統(tǒng)的 功能模塊圖，請參見圖 ： 防災(zāi)科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 8 圖 系統(tǒng)功能模塊圖 系統(tǒng)各功能模塊介紹 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。實(shí)現(xiàn)幾種狀態(tài)間的 轉(zhuǎn)換。 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(duì)列狀態(tài)會顯示。進(jìn)能夠顯示進(jìn)程占有資源占總資源的百分比。 實(shí)現(xiàn)先來先服務(wù)算法、短作業(yè)優(yōu)先算法、多級反饋隊(duì)列算法、時間片輪轉(zhuǎn)算法、高響應(yīng)比調(diào)度算法。 （ 3）進(jìn)程同步模塊 根據(jù)生產(chǎn)者 消費(fèi)者問題，哲學(xué)家進(jìn)餐問題、讀者 寫者問題三個問題的具體概念，設(shè)計(jì)相應(yīng)的情景，將問題制作成相應(yīng)的可視化動畫界面，展示三個問題。 ② 設(shè)計(jì)一張桌子，桌子周圍均勻坐有 5 個哲學(xué)家，他們兩兩之間有一支筷子，當(dāng)有一個哲學(xué)家進(jìn)餐時將會使用身旁的兩支筷子，而鄰座的兩個哲學(xué)家將不能進(jìn)餐，即不能使用筷子。進(jìn)程通信的三種方式：共享內(nèi)存、消息隊(duì)列和管道通信。 ① 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。發(fā)送池發(fā)送信息，會出現(xiàn)在共享池中，接收池會從共享池中接收信息。 （ 5）死鎖避免模塊 銀行家算法是為了避免系統(tǒng)進(jìn)程發(fā)生死鎖 實(shí)現(xiàn)銀行家算法的計(jì)算。如果沒有產(chǎn)生死鎖，所有進(jìn)程將顯示 true。并且將系統(tǒng)劃分為五個模塊，加以區(qū)分各個模塊的具體功能。 系統(tǒng)進(jìn)入選擇界面的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 系統(tǒng)開啟主界面 操作系統(tǒng)進(jìn)程管理演示系統(tǒng) 擁有多個模塊 ， 大部分模塊由系統(tǒng)的主界面所連接 。同時，主界面除了和幾大功能模塊連接，還和系統(tǒng)的幫助和說明模塊連接。 主界面如圖 所示： 圖 系統(tǒng)主界面 這個模塊 使用的控件有 兩 種 ： button、 label [14]。 button 的作用是用來制作連接各模塊的按鈕，點(diǎn)擊相應(yīng)的按鈕進(jìn)入相應(yīng)的模塊界面。所用的代碼主要是模塊鏈接代碼 ,如下： 鏈接模塊的文件名 自定義模塊名稱 = new 鏈接模塊的文件名 ()。 //這里是新窗口打開后，將前一個窗口關(guān)閉。 退出按鈕的作用是退出打開的系統(tǒng)，代碼如下： ()。對 系統(tǒng)進(jìn)行相關(guān)的解釋 。 說明 界面如圖 所 示： 圖 說明界面 這個模塊 使用的控件有 三 種 ： button、 listbox、 label。 button 的作用是作為返回主界面的按鈕，點(diǎn)擊按鈕返回系統(tǒng)的主界面。 說明界面控件的主要屬性數(shù)據(jù)如 表 所示 ： 表 說明界面控件的主要 屬性數(shù)據(jù) 控件類型 控件名稱 功能 主要屬性設(shè)置 Label Shuo1 顯示系統(tǒng)的名稱 Text=系統(tǒng)說明 Button Button1 返回主界面的鏈接按鈕 Text=返回 Listbox Listbox1 顯示說明內(nèi)容 系統(tǒng)幫助界面 系統(tǒng)幫助界面是為了向使用者說明系統(tǒng)的主要結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)的主要結(jié)構(gòu)。 幫助界面如圖 所示： 圖 說明界面 這個模塊 使用的控件有 三 種 ： button、 listbox、 label。 button 的作用是作為返回主界面的按鈕，點(diǎn)擊按鈕返回系統(tǒng)的主界面。 說明界面控件的主要屬性數(shù)據(jù)如下表 所示 ： 表 說明界面控件的主要屬性數(shù)據(jù) 控件類型 控件名稱 功能 主要屬性設(shè)置 Label Bangzhuzt 顯示系統(tǒng)的名稱 Text=系統(tǒng)幫助 Button Button1 返回主界面的鏈接按鈕 Text=返回 Listbox Listbox1 顯示說明內(nèi)容 進(jìn)程通信選擇界面 防災(zāi)科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 4 系統(tǒng) 進(jìn)程 通信選擇 界面是為了 讓 使用者 選擇 進(jìn)程通信的三種通信方法 。 button 的作用是分別連接共享內(nèi)存，消息隊(duì)列，管道通信三個模塊，以及返回系統(tǒng)主界面。 進(jìn)程通信選擇界面的控件的主要屬性數(shù)據(jù)如下表 ： 表 主界面控件的主要屬性數(shù)據(jù) 控件類型 控件名稱 功能 主要屬性設(shè)置 Button Gongxiang 共享內(nèi)存的鏈接按鈕 Text=共享內(nèi)存 Button xiaoxi 消息隊(duì)列的鏈接按鈕 Text=消息隊(duì)列 Button guandao 管道通信的鏈接按鈕 Text=管道通信 Button fanhui 返回的鏈接按鈕 Text=返回 本界面主要是將 button和相應(yīng)界面模塊連接到一起。 ()。 自定義模塊的名稱 .Show()。 ① 實(shí)現(xiàn)進(jìn)程的創(chuàng)建，進(jìn)程的內(nèi)容包括進(jìn)程名，申請 I/O 數(shù)量，父進(jìn)程，執(zhí)行時間，申防災(zāi)科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 5 請內(nèi)存大小等 ②創(chuàng)建的進(jìn)程會在數(shù)據(jù)表中顯示出來。 ④進(jìn)程狀態(tài)之間能根據(jù)服務(wù)的方式而相應(yīng)的轉(zhuǎn)換。 進(jìn)程控制執(zhí)行流程圖，如 所示： 圖 進(jìn)程控制 執(zhí)行流程圖 進(jìn)程控制 界面如圖 、 、 所示： 防災(zāi)科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 6 圖 進(jìn)程控制界面 圖 進(jìn)程控制界面 防災(zāi)科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 7 圖 進(jìn)程控制界面 本界面總共用了一種控件，分別是 button， tabcontrol， textbox， label， timer， statusstrip，listview， radiobutton， groupbox。進(jìn)程控制界面的控件的主要屬性數(shù)據(jù)如下表 ： 表 進(jìn)程控制界面控件的屬性數(shù)據(jù) 控件類型 控件名稱 功能 主要屬性設(shè)置 button chushihua 實(shí)現(xiàn) cpu，內(nèi)存， I/O 初始化的鏈接按鈕 Text=初始化設(shè)置 button xinjian 創(chuàng)建進(jìn)程的鏈接按鈕 Text=新建進(jìn)程 button chongzhi 重置程序的鏈接按鈕 Text=重置 button fanhui 返回的鏈接按鈕 Text=返回 button jixu 暫停進(jìn)程的鏈接按鈕 Text=繼續(xù) button jiuxu 就緒進(jìn)程的鏈接按鈕 Text=就緒進(jìn)程 tabcontrol tabcontrol1 三個菜單的選擇按鈕 Text= 資源與新建，進(jìn)程控制，整體結(jié)果 label label1 顯示 cup Text=cup label label2 顯示內(nèi)存 Text=內(nèi)存 防災(zāi)科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 8 續(xù)表 控件類型 控件名稱 功能 主要屬性設(shè)置 label label3 顯示 I/O 設(shè)備 Text=I/O 設(shè)備 label label4 進(jìn)程名 Text=進(jìn)程名 label label5 請求 cup 大小 Text= 請求 cpu 大小 label label6 執(zhí)行時間 Text=執(zhí)行時間 label label7 請求內(nèi)存大小 Text=請求內(nèi)存大小 label label8 請求 I/O 設(shè)備數(shù)量 Text=繼續(xù) groupbox Chushibox 初始化設(shè)置單元 T