一、实验要求

1.实验名称

独占设备的分配与回收算法模拟。

2.实验目的

通过独占设备的分配与回收算法模拟，了解操作系统对设备资源组织管理和分配、回收过程，理解操作系统对设备管理的思想。

3.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。当进程申请某类设备时，系统先查找“设备类表” 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。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。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使用。

二、实验图解

1.devc数组为设备类表，dev数组为设备表，除此之外还在另外设置三个队列用于存放排队的进程，devc、dev指向队列便于队列变动时的修改。

2.，devc数组为设备类表，devc中的 count代表此类设备数量，count为0时，则进程要想占用设备需入队等待，sa表示该类第一个设备的绝对地址，fa表示该类第二个设备的绝对地址。

3.dev数组为设备表，ad为设备的绝对地址，id为进程的id，id为-1时表示该位置上的设备空闲。

三、实验代码

#include"stdio.h"
#include"iostream"
#include"cstdio"
#include"iomanip"
#include"malloc.h"
using namespace std;
typedef struct//队列的结构
{int data[3];//存id，一个队列有2个设备，数组大小设为3是为了循环队列的操作 int front,rear;
}SQue;
typedef struct DeviceCa//设备类表
{ int count=2;//0 录音机 1 摄像头 2 打印机 int sa;//起始位置 int fa;//终止位置 SQue *q;//指向设备队列
}Dec;
typedef struct Devic//设备表
{int ad;//设备始址 int id;//占用的ID SQue *q;//也指向设备队列
}De;void InitQueue(SQue *&l)//创建队列
{l=(SQue *)malloc(sizeof(SQue));l->front=l->rear=0;
}
bool Queue(SQue *l)//判断是否为空 1 为空
{return(l->front==l->rear);}  bool enQueue(SQue *&l,int e)//进队列 {if((l->rear+1)%3==l->front )//满队列就不能进了 return 0;l->rear=(l->rear+1)%3;l->data[l->rear]=e;return e;}int deQueue(SQue *&l,int e)//出队列 {if(l->front==l->rear)return 0;l->front=(l->front+1)%3;e=l->data[l->front];return e;}void Insertpro(Dec devc[],De dev[])//插入进程函数 {int id;//id表示占用设备进程的idint ca;//ca表示要占用设备的类型cout<<"请输入程序ID及程序占用设备类型，两者以空格形式隔开(0表示录音机(第一类设备) 1表示摄像头(第二类设备) 2表示打印机(第三类设备)：\n";cin>> id; cin>>ca; if(devc[ca].count!=0){if(dev[devc[ca].sa].id==-1)//查看sa位置是否空闲{dev[devc[ca].sa].id=id; cout<<"插入程序占用设备成功~\n"; }else{dev[devc[ca].fa].id=id;//sa位置不空闲的话就用fa位置 cout<<"插入程序占用设备成功~\n"; }devc[ca].count--;//插入之后count减1 }else{if(enQueue(devc[ca].q,id))cout<<"设备忙，程序已进入队列\n"; elsecout<<"队列满，请稍后重试\n" ;}}void Recycle(Dec devc[],De dev[])//回收函数 {int h=0;int id=-1;cout<<"请输入回收程序ID：";cin>>id;int j=-1;//用于判断 for(int i=0;i<6;i++){if(dev[i].id==id){ cout<<"回收成功！\n"; j=i;break; } }if(j==-1)cout<<"程序查找失败,无法回收\n";else{if(Queue(dev[j].q))//如果等待队列为空 {dev[j].id=-1;devc[j/2].count++;}else{dev[j].id=deQueue(dev[j].q,h);//等待队列不空，要在设备表上登记等待队列中的设备 }} }void Findid(De dev[])//查找函数 {int getid;int j=-1;//j可以判断对应id存在不存在 cout<<"请输入查找的ID：\n";cin>>getid;for(int i=0;i<6;i++){if(dev[i].id==getid){cout<<"进程绝对号为："<<i;cout<<"\n进程为第"<<i/2+1<<"类"<<"第"<<i%2+1<<"个设备\n";j=1;break;}}if(j==-1)cout<<"程序不存在\n";}
int main()
{cout<<"------本实验中，设备队列大小为2，同一类设备最多允许两台设备等待------\n"; Dec devc[3];//有3类设备 De dev[6];//所有队列一共6台设备 for(int i=0;i<3;i++){devc[i].count=2;devc[i].sa=i*2;devc[i].fa=devc[i].sa+1;InitQueue(devc[i].q); }int ee=0;for(int i=0;i<6;i=i+2){dev[i].ad=i;dev[i+1].ad=i+1;dev[i].id=-1;//表示无进程占用dev[i+1].id=-1 ;dev[i].q=devc[ee].q;dev[i+1].q=devc[ee].q;ee++;}int gets=-1;//gets用于捕获操作类型 while(1){cout<<"\n------------------------\n请选择操作类型(0为插入程序，1为回收程序,2为搜索程序位置)：\n";cin>>gets;if(gets==0){Insertpro(devc,dev);}else if(gets==1) {Recycle(devc,dev);}else if(gets==2){Findid(dev);}}  }

四、实验数据

1.设备插入功能

前两个插入程序占用设备成功，后两个插入队列成功，最后一个由于队列满而入队失败。

2.回收程序功能

由于ID为3的程序还在队列中，故回收失败，ID为1的程序正在占用设备故ID为1的程序回收成功，回收ID为1的程序后，ID为3的程序可以插入并占用设备以及回收设备。

3.查找功能

搜索查找功能可以找出设备的相对位置以及绝对位置

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