实验二

　独占设备分配与回收 一、 实验目的：

　l 加深对设备管理的理解。

　l 深入了解如何分配和回收独占设备。

　二、 实验预备知识：

　ü 设备独立性。

　ü 独占设备的特性。

　ü 系统设备表和物理设备表。

　三、 实验内容：

　设计一种独占设备分配和回收的方案，要求满足设备独立性。编写程序实现这个方案并进行测试。

　四、 提示与讲解：

　为了提高操作系统的可适应性和可扩展性，现代操作系统中都毫无例外地实现了设备独立性，又叫做设备无关性。设备独立性的含义是：应用程序独立于具体使用的物理设备。

　为了实现独占设备的分配，系统设置数据表格的方式也不相同，在实验中只要设计合理即可。这里仅仅是一种方案，采用设备类表和设备表。

　（1） 数据结构 操作系统设置“设备分配表”，用来记录计算机系统所配置的独占设备类型、台数以及分配情况。设备分配表可由“设备类表”和“设备表”两部分组成，如下图：

　设备类 总台数 空闲台数 设备表始址 输入机 2 1

　打印机 1 1

　……

　设备物理名 是否分配 占用进程

　001 未分配

　 002 已分配 J1 …… 003 未分配

　 …… …… …… …… 设备类表

　设备表 （2） 设备分配 1) 当进程申请某类设备时，系统先查“设备类表”。

　2) 如果该类设备的现存台数可以满足申请要求，则从该类设备的“设备表”始址开始依次查该类设备在设备表中的登记项，找出“未分配”的设备分配给进程。

　3) 分配后要修改设备类表中的现存台数，把分配给进程的设备标志改为“已分配”且填上占用设备的进程名。

　4) 然后，把设备的绝对号与相对号的对应关系通知用户，以便用户在分配到的设备上装上存储介质。

　（3） 设备回收 当进程执行结束撤离时应归还所占设备，系统根据进程名查设备表，找出进程占用设备的登记栏，把标志修改为“未分配”，清除进程名。同时把回收的设备台数加到设备类表中的现存台数中。

　五、 参考程序：

　#define False 0 #define true 1 #define n 4 #define m 10 struct { char type[10];//设备类名

　 int count;//拥有设备台数

　 int remain;//空闲台数，现存的可用设备台数

　 int address;//该类设备在设备表中的起始地址 }equiptype[n];//设备类表定义，假定系统有n个设备类型 struct {int number;//设备绝对号 int status; int remain;//设备是否已分配

　char jobname[4];//占有设备的进程名

　int lnumber;//设备相对号 }equipment[m];//设备表定义，假定系统有m个设备 allocate(J,type,mm) char *J,*type; int mm; {int i,t,j;

　i=0; while(i<n&&strcmp(equiptype[i].type,type)!=0) i++; if(i>=n) {cout<<”无该类设备，设备分配失败”<<endl;

　return False; } if(equiptype[i].remain<1) { cout<<”该类设备不足，分配失败”<<endl;

　return False; } t=equiptype[i].address; while(!(equipment[t].remain==0)) t++; equiptype[i].remain--; equipment[t].remain=1; strcpy(equipment[t].jobname,J); equipment[t].lnumber=mm; return 1; } reclaim(J,type) char J,type; {int i,t,j,k,nn;

　i=0; while(i<n&&strcmp(equiptype[i].type,type)!=0) i++; if(i>=n) {cout<<”无该类设备，设备分配失败”<<endl;

　return False; }

　t=equiptype[i].address;

　j=equiptype[i].count;

　k=0;

　nn=t+j;

　for(;t<nn;t++)

　 if(strcmp(equipment[t].jobname,J)==0&&equipment[t].remain==1)

　{

　 equipment[t].remain=0;

　 k++; }

　equiptype[i].remain=equiptype[i].remain+k;

　if(k==0)

　cout<<”该进程没有使用该类设备”<<endl;

　return 1; } main() {char J[4]; int i,mm,a; char type[10]; strcpy(equiptype[0].type,”input”); equiptype[0].count=2; equiptype[0].remain=2; equiptype[0].address=0; strcpy(equiptype[1].type,”printer”); equiptype[1].count=3; equiptype[1].remain=3; equiptype[1].address=2; strcpy(equiptype[2].type,”disk”); equiptype[2].count=4; equiptype[2].remain=4; equiptype[2].address=5; strcpy(equiptype[3].type,”tape”); equiptype[3].count=1; equiptype[3].remain=1; equiptype[3].address=9; for(i=0;i<10;i++)

　{

　 equipment[i].number=i;

　 equipment[i].remain=0; }

　while(1) {

　cout<<endl<<”0-退出，1-分配，2-回收，3-显示”<<endl;

　cout<<”选择功能项(0~3):”;

　cin>>a;

　switch(a) {

　 case 0:

　exit(0);

　 case 1:

　 cout<<”输入进程名、进程所需设备类和设备相对号”;

　cin>>J>>type>>mm;

　allocate(J,type,mm);

　break;

　 case 2:

　cout<<”输入进程名和进程归还的设备类”;

　cin>>J>>type;

　reclaim(J,type);

　break;

　 case 3:

　cout<<endl<<”输出设备类表”<<endl;

　cout<<”设备类型

　设备总量

　空闲设备台数”<<endl;

　for(i=0;i<n;i++)

　cout<<equiptype[i].type<<equiptype[i].count<<equiptype[i].remain<<endl;

　cout<<”输出设备表：”<<endl;

　cout<<”绝对号

　好/坏

　已/未分配

　占用进程名

　相对号”<<endl;

　 for(i=0;i<m;i++)

　cout<<equipment[i].number<<equipment[i].status<<equipment[i].remain,equipment[i].jobname<<equipment[i].lnumber<<endl; } } return 1; }