北理工操作系统一CPU占用率控制实验报告Word格式.docx
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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，VisualC++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，SystemIdleProcess占用了CPU的空闲时间。
SystemIdleProcess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busyloop的循环，用Sleep（）实现idleloop。
#include<
cmath>
windows.h>
staticintPERIOD=60*1000;
//周期ms
constintCOUNT=300;
//一个周期计算次数
constdoubleGAP_LINEAR=100;
//线性函数时间间隔100ms
constdoublePI=3.1415926535898;
//PI
constdoubleGAP=（double）PERIOD/COUNT;
//周期函数时间间隔
constdoubleFACTOR=2*PI/PERIOD;
//周期函数的系数
staticdoubleRatio=0.5;
//线性函数的值0.5即50%
staticdoubleMax=0.9;
//方波函数的最大值
staticdoubleMin=0.1;
//方波函数的最小值
typedefdoubleFunc（double）;
//定义一个函数类型Func*为函数指针
typedefvoidSolve（Func*calc）;
//定义函数类型，参数为函数指针Func*
inlineDWORDget_time（）
{
returnGetTickCount（）;
//操作系统启动到现在所经过的时间ms
}
doublecalc_sin（doublex）//调用周期函数solve_period的参数
return（1+sin（FACTOR*x））/2;
//y=1/2（1+sin（a*x））
doublecalc_fangbo（doublex）//调用周期函数solve_period的参数
//方波函数
if（x<
=PERIOD/2）returnMax;
elsereturnMin;
voidsolve_period（Func*calc）//线程函数为周期函数
doublex=0.0;
doublecache[COUNT];
for（inti=0;
i<
COUNT;
++i,x+=GAP）
cache[i]=calc（x）;
intcount=0;
while
（1）
{
unsignedta=get_time（）;
if（count>
=COUNT）count=0;
doubler=cache[count++];
DWORDbusy=r*GAP;
while（get_time（）-ta<
busy）{}
Sleep（GAP-busy）;
}
voidsolve_linear（Func*）//线程函数为线性函数，参数为空NULL
constunsignedBUSY=Ratio*GAP_LINEAR;
constunsignedIDLE=（1-Ratio）*GAP_LINEAR;
BUSY）{}
Sleep（IDLE）;
//voidsolve_nonperiod（Func*calc）//非周期函数的处理，暂没实验
//{
//doubletb=0;
//while
（1）
//{
//unsignedta=get_time（）;
//doubler=calc（tb）;
//if（r<
0||r>
1）r=1;
//DWORDbusy=r*GAP;
//while（get_time（）-ta<
//Sleep（GAP-busy）;
////tb+=GAP;
//tb+=get_time（）-ta;
//}
//}
voidrun（inti=1,doubleR=0.5,doubleT=60000,doublemax=0.9,doublemin=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_func[]={solve_linear,solve_period};
//Solve函数指针数组
constintNUM_CPUS=2;
//双核，通用的可以用下面GetSystemInfo得到cpu数目
HANDLEhandle[NUM_CPUS];
DWORDthread_id[NUM_CPUS];
//线程id
//SYSTEM_INFOinfo;
//GetSystemInfo（&
info）;
//得到cpu数目
//constintnum=info.dwNumberOfProcessors;
switch（i）
case1:
//cpu1,cpu2都输出直线
NUM_CPUS;
++i）
Func*calc=func[0];
Solve*solve=solve_func[0];
if（（handle[i]=CreateThread（NULL,0,（LPTHREAD_START_ROUTINE）solve,
（VOID*）calc,0,&
thread_id[i]））!
=NULL）//创建新线程
SetThreadAffinityMask（handle[i],i+1）;
//限定线程运行在哪个cpu上
WaitForSingleObject（handle[0],INFINITE）;
//等待线程结束
break;
case2:
//cpu1直线，cpu2正弦
Func*calc=func[i];
Solve*solve=solve_func[i];
case3:
//cpu1直线，cpu2方波
/*Func*calc=func[0];
*/
if（（handle[0]=CreateThread（NULL,0,（LPTHREAD_START_ROUTINE）solve_func[0],
（VOID*）func[0],0,&
thread_id[0]））!
SetThreadAffinityMask（handle[0],1）;
Func*calc=func[2];
Solve*solve=solve_func[1];
if（（handle[1]=CreateThread（NULL,0,（LPTHREAD_START_ROUTINE）solve,
thread_id[1]））!
SetThreadAffinityMask（handle[1],2）;
case4:
//cpu1正弦，cpu2方波
if（（handle[0]=CreateThread（NULL,0,（LPTHREAD_START_ROUTINE）solve_func[1],
（VOID*）func[1],0,&
default:
voidmain（）
run（1,0.5）;
//cpu1,cpu2都输出50%的直线
//run（2,0.5,30000）;
//cpu10.5直线，cpu2正弦周期30000
//run（3）;
//run（4,0.8,30000,0.95,0.5）;
//cpu1正弦，cpu20.95-0.5的方波
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