北理工操作系统一CPU占用率控制实验报告Word格式.docx

1、2.单核环境下，空死循环会导致100%的CPU占有率。三、实验环境硬件设备：个人计算机。系统软件：windows操作系统，Visual C+6.0编译环境。四、实验原理通过观察任务管理器，它大约1s更新一次。当CPU使用率为0时，System Idle Process占用了CPU的空闲时间。System Idle Process在CPU空闲的的时候，发出一个IDLE命令，使CPU挂起（暂时停止工作），可有效的降低CPU内核的温度，无法终止。在这个进程里出现的CPU占用数值并不是真正的占用而是体现的CPU的空闲率，也就说这个数值越大CPU的空闲率就越高，反之就是CPU的占用率越高。当系统中的进程

2、或者在等待用户输入，或者在等待某些事件的发生（发出I/O请求等待I/O响应），或者主动进入休眠状态（比如Sleep（）。在任务管理器的一个刷新周期内，CPU忙（执行应用程序）的时间和刷新周期总时间的比率，就是CPU的占用率，也就是说，任务管理器中显示的是每个刷新周期内CPU占用率的统计平均值。单核环境下，空死循环会导致100%的CPU占有率。对于多核CPU来说，同一个进程可能被CPU的任务分配器分配到不同的核心上执行，所以造成无法让任务管理器达到预想的效果。其实打开任务管理器，可以看到多个CPU使用记录。1、实现CPU占用率为一条直线，固定在50%。GetTickCount（）可以得到系统从启

3、动到运行到现在所经历时间的毫秒值。最多能统计到49.7天。另外，利用Sleep（）函数，最多也只能精确到1毫秒。因此，可以在“毫秒”这个量级做操作和比较。要操纵CPU的usage曲线，就需要使CPU在一段时间内跑busy和idle两个不同的循环，从而通过不同的时间比例来获得调节CPU占用率的控制。利用GetTickCount（）来实现busy loop的循环，用Sleep（）实现idle loop。#includewindows.hstatic int PERIOD = 60 * 1000; /周期ms const int COUNT = 300; /一个周期计算次数 const double

4、 GAP_LINEAR = 100; /线性函数时间间隔100ms const double PI = 3.1415926535898; /PI const double GAP = （double）PERIOD / COUNT; /周期函数时间间隔 const double FACTOR = 2 * PI / PERIOD; /周期函数的系数 static double Ratio = 0.5; /线性函数的值 0.5即50% static double Max=0.9; /方波函数的最大值 static double Min=0.1; /方波函数的最小值 typedef double Fu

5、nc（double）; /定义一个函数类型 Func*为函数指针 typedef void Solve（Func *calc）;/定义函数类型，参数为函数指针Func* inline DWORD get_time（） return GetTickCount（）; /操作系统启动到现在所经过的时间ms double calc_sin（double x） /调用周期函数solve_period的参数 return （1 + sin（FACTOR * x） / 2; /y=1/2（1+sin（a*x） double calc_fangbo（double x） /调用周期函数solve_period的

6、参数 /方波函数 if（x=PERIOD/2） return Max; else return Min;void solve_period（Func *calc） /线程函数为周期函数 double x = 0.0; double cacheCOUNT; for （int i = 0; i = COUNT） count = 0; double r = cachecount+; DWORD busy = r * GAP; while（get_time（） - ta busy） Sleep（GAP - busy）; void solve_linear（Func*） /线程函数为线性函数，参数为空

7、NULL const unsigned BUSY = Ratio * GAP_LINEAR; const unsigned IDLE = （1 - Ratio） * GAP_LINEAR; BUSY） Sleep（IDLE）;/void solve_nonperiod（Func *calc） /非周期函数的处理，暂没实验 / / double tb = 0;/ while（1） / / unsigned ta = get_time（）;/ double r = calc（tb）;/ if （r 1） r = 1;/ DWORD busy = r * GAP;/ while（get_time（）

8、 - ta / Sleep（GAP - busy）;/ /tb += GAP;/ tb += get_time（） - ta;/ / void run（int i=1,double R=0.5,double T=60000,double max=0.9,double min=0.1） /i为输出状态，R为直线函数的值，T为周期函数的周期，max方波最大值，min方波最小值 Ratio=R; PERIOD=T; Max=max; Min=min; Func *func = NULL ,calc_sin,calc_fangbo; /传给Solve的参数，函数指针数组 Solve *solve_fu

9、nc = solve_linear, solve_period; /Solve函数指针数组 const int NUM_CPUS = 2; /双核，通用的可以用下面GetSystemInfo得到cpu数目 HANDLE handleNUM_CPUS; DWORD thread_idNUM_CPUS; /线程id /SYSTEM_INFO info; /GetSystemInfo（&info）; /得到cpu数目 /const int num = info.dwNumberOfProcessors; switch（i） case 1: /cpu1 ,cpu2都输出直线 NUM_CPUS; +i）

10、 Func *calc = func0; Solve *solve = solve_func0; if （handlei = CreateThread（NULL, 0, （LPTHREAD_START_ROUTINE）solve, （VOID*）calc, 0, &thread_idi） != NULL） /创建新线程 SetThreadAffinityMask（handlei, i+1）; /限定线程运行在哪个cpu上 WaitForSingleObject（handle0,INFINITE）; /等待线程结束 break; case 2: /cpu1直线，cpu2正弦 Func *calc

11、 = funci; Solve *solve = solve_funci; case 3: /cpu1直线，cpu2方波 /*Func *calc = func0;*/ if （handle0 = CreateThread（NULL, 0, （LPTHREAD_START_ROUTINE）solve_func0, （VOID*）func0, 0, &thread_id0） ! SetThreadAffinityMask（handle0, 1）; Func *calc = func2; Solve *solve = solve_func1; if （handle1 = CreateThread（

12、NULL, 0, （LPTHREAD_START_ROUTINE）solve, thread_id1） ! SetThreadAffinityMask（handle1, 2）; case 4: /cpu1正弦，cpu2方波 if （handle0 = CreateThread（NULL, 0, （LPTHREAD_START_ROUTINE）solve_func1, （VOID*）func1, 0, & default:void main（） run（1,0.5）; /cpu1 ,cpu2都输出50%的直线 /run（2,0.5,30000）; /cpu1 0.5直线，cpu2正弦周期30000 /run（3）; /run（4,0.8,30000,0.95,0.5）; /cpu1正弦，cpu2 0.95-0.5的方波